Metro 2033 - это шутер от первого лица с частичкой survival horror и стелса. Большую часть времени в игре надо проходить в туннелях и станциях метрополитена Москвы, но, иногда, действия игры перебрасывают нас на поверхность, на разрушенные улицы Москвы. История игры рассказывается, как линейная одиночная кампания, а сюжет раскрывается путем кат-сцен.
Главному герою предстоит сражаться с различными солдатами вражеских фракций и группировок, а также с кучей мутантов. В этом ему поможет огромный арсенал огнестрельного оружия. В игре представлены как обычные виды огнестрела, такие, как штурмовые винтовки или револьвер, так и самоделки, вроде пневматического арбалета. В бою, различные люди используют укрытия и могут обойти игрока со спины, в то время, как мутанты сразу бросаются в бой и стараются оттяпать хороший кусок с игрока. Но, локации можно проходить и бесшумно, используя метательные ножи или усыплять противников, а можно постараться и пройти локацию не убивая никого вообще. Если игрок получил ранение, можно дождаться регенерации или использовать аптечку, которая быстро подлатает и приведет состояние в порядок. Также, в игре минимальный игровой интерфейс - вам не будет выведено на пол экрана количество патронов в вашем магазине, а все нужно будет проверять самому.
Так как это survival horror, у игрока часто будет не хватать патронов и ему придется их искать в различных ящиках или телах. Основными боеприпасами являются патроны, которые обладают военным качеством, и параллельно они являются игровой валютой. За военные патроны игрок может купить на рынке оружие или самодельные патроны низкого качества. Частенько на локациях не будет света и игроку придется пользоваться самодельным фонариком, который заряжается вручную. Также, на поверхности игрока будет отравлять радиация, поэтому ему придется носить противогаз с фильтрами. Противогаз может быть разбит в битве и игроку придется искать новый. Фильтры постоянно изнашиваются и их тоже приходится пополнять.
Игра имеет несколько концовок: хорошая или плохая. От того, какая концовка выпадет влияет множество факторов и решений, принятых игроком в течении игры. Получить хорошую концовку довольно трудно, ведь нигде не указываются очки морали и приходится думать своей головой. Например, игрок должен проявлять сострадание к жителям метро и помогать тем, кто попал в беду. Также, чтобы получить хорошую концовку нужно минимизировать количества убийств на локациях.