Warhammer 40.000: Space Marine - это шутер от третьего лица, действие которого происходит во вселенной Warhammer 40.000. Игрок берет на себя роль капитана Титуса, члена Ультрамаринов, элитного подразделения Космической пехоты. Его миссия: отбить вторжение орков на промышленную планету Грайя. Там хранится супероружие, и орки не должны его захватить. Ему также придется иметь дело с морпехами Хаоса и другими инопланетными расами.
Геймплей прост: ходите - в основном вместе с двумя пехотинцами - по уровням и убивайте вражеские полчища. В распоряжении Титуса множество видов оружия дальнего и ближнего боя, но основной упор делается на ближний бой. Как и в большинстве подобных игр, здесь есть комбо-атаки, которые выполняются с помощью правильных кнопок и в нужный момент. Кроме того, он может наносить особенно мощные удары, когда заработает достаточно ярости, убивая врагов. Титусу также приходится решать задачи в рельсовых стрелялках, а иногда он получает реактивный ранец и более открытый дизайн уровней. Для того чтобы учесть, что герой относится к классу космических пехотинцев, здесь нет системы укрытий и используется сочетание регенерации щита и здоровья, которое можно восстановить, выполняя казни.