The Mobius Machine je tradiční metroidvania odehrávající se na mimozemské planetě. Zde přijíždí astronaut, který zachytil podivný signál. Záhy však havaruje a je odkázán jen na sebe a své vybavení. Skalnatá planeta hostí nejen opuštěné průmyslové zařízení, ale i agresivní mimozemský život, s nimž se musí astronaut vypořádat.

Hra je v duchu žánru zasazena do polootevřeného světa rozděleného na vzájemně propojené zóny, které se postupně zpřístupňují. Mapa obsahuje řadu zkratek, tajných lokací a odboček, z nichž některé budou dostupné až po získání některé z pohybových schopností. Hrdina také nachází měnu a různé plánky, z nichž si v dílnách sestavuje nové zbraně, výbavu a vylepšení. To se mu bude hodit, jelikož komplex je zamořen pastmi, obrannými mechanismy i nebezpečnými mimozemskými organismy, jimiž je třeba se prostřílet.