Podstawowe typy bojowe postaci to Biologic, Psychic i Mecha, które tworzą system wzajemnych przewag i słabości. W grze występują również typy Quantum i Imaginary. Postacie można rozwijać poprzez zwiększanie ich poziomu, odblokowywanie umiejętności oraz wyposażanie ich w broń i stygmaty.
Nowe postacie, broń i stygmaty można pozyskiwać między innymi za pomocą systemu losowań Supply. Losowania wykorzystują walutę zdobywaną podczas rozgrywki lub kupowaną w ramach mikropłatności.
Oprócz głównych misji fabularnych gra zawiera dodatkowe tryby rozgrywki. Poszczególne aktualizacje wprowadzały między innymi elementy eksploracji otwartego świata, minigry oraz tryby wieloosobowe. W 2020 roku wydano rozbudowany tryb A Post-Honkai Odyssey, który rozszerzył system poruszania się i walki o eksplorację trójwymiarowych lokacji.
Świat i fabuła Akcja gry rozgrywa się w alternatywnej wersji Ziemi, której cywilizacje są okresowo niszczone przez zjawisko określane jako Honkai. Może ono prowadzić do powstawania potworów oraz obdarzać niektóre osoby nadnaturalnymi zdolnościami. Szczególnie potężne istoty związane z Honkai określa się mianem Herrscherów.