Nei precedenti giochi di Sonic, i giocatori spesso correvano a tutta velocità fino al traguardo. Tuttavia, in Sonic Superstars, questo ritmo di corsa veloce è stato opportunamente rallentato. Questo cambiamento di stile rende il gioco più focalizzato sull'esplorazione delle ambientazioni e sull'uso di nuove abilità, dando ai giocatori più spazio per vivere e scoprire la profondità del gioco.

In Sonic Superstars ci sono tre modalità di gioco principali. La modalità storia contiene tre trame diverse. Ogni volta che completi una trama, puoi sbloccare la successiva, offrendo ai giocatori un'esperienza di gioco continua. La modalità battaglia supporta fino a otto giocatori contemporaneamente, permettendo di divertirsi in competizione con gli amici. La modalità corsa è una sfida in cui vengono messi alla prova la velocità e le abilità dei giocatori, che possono così superare i propri limiti.
Lo sfondo della storia è ambientato nelle isole Polaris, ricche di fantasia, e i giocatori possono esplorare liberamente queste undici aree. Ogni area ha un design unico e contenuti ricchi. Di tanto in tanto, si possono anche vedere omaggi ad alcune scene classiche di Sonic, come Rapid Jungle, Marble Carnival, Punch Factory, ecc. L'integrazione di questi elementi classici è senza dubbio un tributo ai giocatori di lunga data, offrendo allo stesso tempo un'esperienza di gioco più ricca ai nuovi giocatori.

Le varie scelte di percorso nei livelli sono un'altra caratteristica importante del gioco. I percorsi più alti sono più veloci, mentre quelli più bassi si concentrano maggiormente sul platforming e sull'esplorazione. Questo design non solo aumenta la sfida, ma permette anche ai giocatori di scegliere diversi modi di giocare in base alle proprie preferenze. Tuttavia, quando le ricompense del gioco si limitano ad anelli d'oro o gettoni utilizzabili per acquistare skin, l'incentivo all'esplorazione sembra diminuire.
Il design delle battaglie con i boss è pieno di creatività e sfide. A differenza dei precedenti giochi Sonic, queste battaglie non si risolvono più semplicemente rimbalzando ripetutamente. In "Sonic Superstars", molti boss sono immuni agli attacchi normali o si nascondono dietro lo scenario. I giocatori devono usare più strategia e pazienza per sconfiggerli. Sebbene questo design aumenti la difficoltà, a volte può risultare frustrante per i giocatori.

La modalità online locale è un'altra caratteristica importante, supportando fino a quattro giocatori contemporaneamente. Questa modalità sembra ottima, ma l’esperienza reale necessita di miglioramenti. Per esempio, giocando in due, la telecamera segue in modo irregolare, a volte facendo uscire uno dei giocatori dallo schermo.
A parte la modalità storia, il design della modalità battaglia e corsa è relativamente semplice. Sebbene nella modalità corsa ci sia una classifica, i giocatori possono sfidare solo i propri record personali e non competere con altri giocatori in classifica. Per quanto riguarda la modalità battaglia a otto giocatori, potrebbe interessare solo ai fan più accaniti di Sonic.
