Cartridge Defense скрещивает два жанра – коллекционную карточную игру и башенную защиту. Кроме сплава разных механик проект выделяется своим киберпанковским сеттингом и полностью трехмерной графикой с возможностью менять ракурс камеры. Всего в этой видеоигре есть 300 карт. Многие из них открываются по мере прохождения. Они тут называются картриджами. С их помощью нужно расставлять оборонительные сооружения на пути следования противников и осуществлять другие действия. Враги представлены различными роботами. Из уничтоженных юнитов с определенным шансом дропа может выпасть полезный лут – от ресурсов до бустеров. Пользователю разрешают формировать, менять и улучшать содержимое своей колоды. Влияние рандома на геймплей есть, но оно минимальное. Исход матчей зависит не от случайной генерации, а от стратегического мышления игрока.

В CD есть кампания, поделенная на 5 зон и 33 уровня. Чтобы её полностью пройти, потребуется около 30-40 часов. Каждый этап состоит из нескольких фаз с нападением вражеских волн и битвы с боссом. Помимо этого есть ещё 2 режима: бесконечный и в стиле рогаликов. Также в наличии обучение. Игроку доступно 9 разновидностей башен. Каждую из них можно прокачать до максимального пятого уровня. Чтобы иметь возможность поставить все апгрейды, необходимо улучшать свой командный центр. Юзеру позволяют задавать приоритеты своим постройкам с помощью разных систем наведения. Их разнообразие постепенно увеличивается вместе с прогрессом геймера.