LittleBigPlanet – це платформер-головоломка, в якій гравець керує хлопчиками-секбоями. Персонажі відправляються в пригоду за рівнями з різними темами та налаштуваннями, намагаючись дістатись до кінця кожного рівня живими. Платформер повністю заснований на фізиці, де секбої можуть штовхати або тягнути предмети або взагалі маніпулювати ними за допомогою свого руху або ваги. Крім бігу, стрибків, штовхання і тяги, необхідно також навчитися хапатися за предмети, що висять, і розгойдуватися на них, щоб подолати деякі перешкоди і пастки.
У гру можуть одночасно грати до чотирьох гравців, деякі головоломки вимагають участі кількох гравців. Рівні складаються з трьох площин: переднього, середнього та заднього плану, якими можна переміщатися.
Крім основної гри, що включає близько 50 рівнів, велика частина присвячена створенню контенту користувача. Гравці можуть створювати свої власні рівні і вигадувати правила користувача. Об'єкти, використовувані до створення рівнів, значною мірою засновані на характеристиках матеріалів реального світу, эмулируемых фізичним движком.
У ході проходження рівня можна збирати наклейки (в основному з декоративною метою) або нові предмети, які використовуються для вбрання хлопчиків-мішків або для включення у власні рівні гравця. Створений користувачем контент можна ділитися через PlayStation Network.