Project Black Sun представляет собой метроидванию с пиксельной графикой и видом сбоку. История начинается с того, что парень приходит в себя в незнакомом месте. В отличие от других сюжетных завязок протагонист не страдает от амнезии. Очнувшись, он вспоминает, как утром шел по своим делам через лес и случайно провалился в шахту. Его задача: найти путь на поверхность.

В Project Black Sun юзер сразу начинает игру с пистолетом. Однако это не облегчает геймплей, потому что оружие требует патроны и перезарядку, а герой умеет стрелять только влево и вправо. Вести огонь в прыжке или целиться вверх он не может. Вдобавок персонаж не отличается особой живучестью, и гибнет от пары ударов. После смерти он возрождается на контрольных точках. Там же происходит сохранение прогресса. В игре есть 4 босса.

Амуниция выпадает из убитых врагов. По мере прохождения можно отыскать апгрейды, увеличивающие размер обоймы. Также молодой человек обзаведется гранатами, что не только наносят урон противникам, но и помогают взрывать некоторые стены. За ними всегда находится какой-то полезный секрет. Мир в инди-проекте частично открытый. Подземелья можно исследовать свободно до тех пор, пока герой не наткнется на препятствия. После этого надо будет отыскать ключ нужного типа или получить новую способность (двойной прыжок, удар клинком, подкат и всё в таком духе), чтобы пройти дальше. Присутствует возможность увеличить размер здоровья.