V roce 2320 je jeden z měsíců Jupiteru domovem pro trestaneckou kolonii Black Iron, kterou spravuje firma United Jupiter Company. Zde si odpykává svůj trest Jacob Lee do momentu, než se jeho spoluvězni začnou měnit na mimozemské příšery. Jacobovi nezbývá nic jiného než se snažit přežít a odhalit původ chaosu v trestanecké kolonii.

The Callisto Protocol je duchovní nástupce série Dead Space, takže se jedná o akční sci-fi horror s velkým důrazem na příběh. Tato inspirace není náhodná, jelikož obě hry sdílejí část tvůrců včetně například Glena Schofielda. Obdobné prvky tak můžeme vidět u soubojů, u kterých se hráč snaží oddělit končetiny nepřátel od jejich trupu. Více pozornosti dostal tentokrát souboje zblízka a Jacob může například uhýbat útokům. Veškerý interface je součástí hry - zbraně ukazují počet nábojů na svém displeji, zdraví hlavní postavy je možné vidět na jeho krku. V průběhu hry je možné si pomocí peněz koupit nové zbraně anebo schopnosti, které vám pomohou v souboji proti monstrům.