Nicktoons: Attack of the Toybots - это игра-платформа с боковой прокруткой. В ней участвуют популярные персонажи из нескольких франшиз Nicktoons, такие как Губка Боб Квадратные Штаны, Тимми Тернер, Джимми Нейтрон, Гир, Рен и Так. Профессор Каламитус подпитывает свою армию, скармливая феям крабби-патти. Это заставляет их выделять газ, который, смешиваясь с энергией призраков, может питать роботов. Когда Патрик Стар и Губка Боб Квадратные Штаны доставляют в дом большое количество крабби-патти, все они всасываются, и случайно Патрик попадает в дом. Выбрав персонажа, игроки отправляются на фабрику игрушек профессора Каламитуса, чтобы сразиться со злыми роботами-копиями самих себя.
Основным игровым элементом Nicktoons: Attack of the Toybots - это платформер, который включает такие действия, как прыжки через пропасти, балансирование на движущейся местности и сбор синих энергетических кубиков, которые можно использовать в качестве валюты для открытия новых персонажей Nicktoons. Кроме того, боковая прокрутка разбивается на бонусные уровни, которые позволяют игроку взять под контроль костюм Mech, используемый для уничтожения фабрики профессора. В игре также есть возможность в любой момент подключить второго игрока для совместной игры.
В игре есть уровни, расположенные в различных вселенных, основанных на франшизах различных персонажей. Для каждого уровня и вселенной доступен свой набор персонажей.