No Man's Sky — это игра о космических исследованиях и выживании, в которой игрок исследует огромную, почти бесконечную вселенную. Начиная с одной из более чем 18 квинтиллионов планет, перед игроком в первую очередь ставится задача собрать необходимые материалы для ремонта и запуска своего корабля в космос. Оттуда игра полностью открыта, хотя конечная цель — добраться до центра галактики. По пути игроки могут добывать редкие и ценные элементы, каталогизировать жизнь животных и растений, искать руины и инопланетные артефакты, а также общаться и торговать предметами и ресурсами с несколькими инопланетными фракциями, населяющими вселенную. Они также могут заниматься пиратством, уничтожая другие корабли. Игроки используют ресурсы, полученные от этих действий, для создания улучшений для своего костюма, корабля и мультитулов.
Каждая планета, которую посещает игрок, генерируется процедурно, со своими условиями окружающей среды, элементами, животным и растительным миром. Игроки должны обновить и настроить свой костюм, чтобы адаптироваться к иногда враждебной среде. Например: холодные планеты потребуют от игрока оснастить свой костюм нагревательным механизмом. При посещении неизведанной планеты или каталогизации нового вида игроки могут давать им любые имена — эти имена увидят другие игроки, если они доберутся до того же места, хотя шансы на это очень малы.