В прошлых играх Sonic игроки часто мчались к финишу на полной скорости. Однако в Sonic Superstars темп бега замедлен. Это изменение стиля делает игру более ориентированной на исследование локаций и использование новых умений, давая игрокам больше пространства для погружения и изучения глубины игры.

В Sonic Superstars есть три основных режима игры. Режим истории содержит три разные сюжетные линии. После прохождения одной открывается следующая, обеспечивая непрерывный игровой процесс. Режим битвы поддерживает до восьми игроков одновременно, позволяя соревноваться с друзьями. Режим гонок проверяет скорость и умения игроков, где можно бросить вызов своим пределам.
Сюжет игры разворачивается на фантастических островах Polaris, где игроки могут свободно исследовать одиннадцать зон. Каждая зона уникальна по дизайну и наполнена содержанием. Временами появляются отсылки к классическим локациям Sonic, таким как Rapid Jungle, Marble Carnival, Punch Factory и другие. Включение этих классических элементов — дань уважения старым фанатам и обогащение опыта новых игроков.

Разнообразие маршрутов на уровнях — ещё одна важная особенность игры. Верхние пути более быстрые, а нижние — больше ориентированы на платформинг и исследование. Такой дизайн не только повышает сложность, но и позволяет игрокам выбирать стиль игры по своему вкусу. Однако, когда награды ограничены золотыми кольцами или жетонами для покупки скинов, стимул к исследованию снижается.
Битвы с боссами в игре креативны и сложны. В отличие от предыдущих игр Sonic, здесь нельзя просто прыгать по боссу снова и снова. Во многих случаях боссы невосприимчивы к обычным атакам или прячутся за элементами окружения. Для победы требуется стратегия и терпение. Хотя это добавляет вызова, иногда может вызывать разочарование у игроков.

Локальный онлайн-режим — ещё одна важная особенность, поддерживающая до четырёх игроков одновременно. Идея отличная, но на практике есть проблемы. Например, при игре вдвоём камера движется нерегулярно, из-за чего один из игроков иногда исчезает с экрана.
За исключением режима истории, дизайн режимов битвы и гонок довольно простой. В режиме гонок есть таблица рекордов, но игроки могут соревноваться только с собственными лучшими результатами, а не с другими игроками. Режим битвы на восемь игроков, вероятно, заинтересует только самых преданных фанатов Sonic.
