Dead Space 3 - третя основна гра у футуристичній серії шутерів від третьої особи і пряме продовження Dead Space 2. Вона починається з прологу за 200 років до подій основної гри, де гравець керує солдатською частиною Суверенних колоній Збройні сили на базі на планеті Тау Волантис. Там досліджуються Маркери, загадкові інопланетні артефакти, які відіграють центральну роль у Всесвіті Мертвого Космосу. Після прологу події переходять на 18 червня 2314 року з головним героєм Ісааком Кларком, який повертається з попередніх ігор. Порівняно з попередніми іграми, елементи жахів були значно пом'якшені на користь екшн-гри.
Гра включає не тільки типовий геймплей в коридорі, але і розділи, що граються на вулиці в крижані шторми планети. Температура відіграє важливу роль, оскільки Кларк може підтримувати холод лише обмежений проміжок часу. Спочатку йому постійно доводиться відстежувати температуру тіла, що відображається на плечі його приладу для інтеграції ресурсів (RIG), але пізніше він може виготовити костюм для виїзду на вулицю. Той самий лічильник використовується для областей без кисню. Зовнішнє середовище має круті прогалини, перетнуті за допомогою грейферного гачка, тоді як гідроциліндри використовуються для подорожей. Поряд із ігровим процесом Кларк повинен розгадувати незначні головоломки, щоб прогресувати, і є хакерські міні-ігри, схожі на попередній заголовок. Є кілька великих босів, і Кларк може використовувати щупальця Некроморфа як спис для атаки. Новим ворогом є Рой, схожий на хедкрафи Half-Life, паразит, який повзає навколо і може прикріпитися до господаря мертвих тіл, щоб оживити його. У більшості боїв важливо визначити тип Некроморфа, а потім націлити певні частини тіла, щоб ефективно боротися з ним.