Fallout 4 - это ролевая игра с открытым миром в стиле своих предшественников, Fallout 3 и Fallout: New Vegas. Возвращаемые функции игрового процесса включают в себя возможность переключения между видом от первого и третьего лица, открытый мир со свободным перемещением, различные варианты боя (включая оружие, взрывчатку, без оружия и рукопашный бой), многочисленные побочные квесты, а также более линейный основная цепочка заданий, которая ведет к завершению, варианты диалога, влияющие на ход разговора, и выбор товарищей, которые помогают в бою.
Специальный. Система навыков также возвращается, позволяя игроку решать, насколько важны определенные навыки для своего персонажа (S.P.E.C.I.A.L. - аббревиатура от Сила, Восприятие, Выносливость, Харизма, Интеллект, Ловкость и Удача) при повышении уровня. Функция перков изменена, поскольку теперь они привязаны к дереву навыков, доступность которых зависит от ранга S.P.E.C.I.A.L. навыки, с которыми они связаны. Перк «Интенсивное обучение» заменен дополнительной способностью повысить ранг любого из S.P.E.C.I.A.L. навыки путем повышения уровня вместо выбора перка. Pip-Boy можно приобрести на ранней стадии, и он обеспечивает доступ к статистике игрока, инвентарю, картам и информации о заданиях, как и в предыдущих играх, с добавленной функцией игры в мини-игры, которые можно найти по всему Содружеству. Игрок также может использовать приложение Pip-Boy, чтобы получить доступ к меню Pip-Boy, вместо использования внутриигровой функции. HP (очки здоровья) и AP (очки действия) возвращаются в качестве первичной статистики при удалении оружия и состояния брони. Стимуляторы, кровати и другие расходные материалы, такие как вода или телевизионные обеды, могут использоваться для восстановления HP. В отличие от предыдущих игр, облучение напрямую влияет на максимальное здоровье игрока и может быть уменьшено только с помощью RadAway или платной помощи врача. AP восстанавливается с течением времени и может использоваться для спринта или атаки с использованием системы вспомогательного прицеливания Vault-Tec (VATS), замедляя время и давая игроку возможность выбрать цель с успехом в бою в зависимости от точности, которая сама зависит от таких факторов, как дальность действия оружия, расстояние до цели и препятствие для цели.