Anno 1503 bắt đầu với việc người chơi điều khiển một con tàu chứa đầy nhân lực và vật lực đi tìm kiếm một hòn đảo để định cư. Sau khi tìm thấy một địa điểm phù hợp thì đó cũng là lúc việc xây dựng thành phố bắt đầu. Tài nguyên ban đầu như thực phẩm và vải, nhưng tiến triển thành các loại hàng hóa phức tạp hơn và khác nhau. Cuối cùng, công dân trở thành quý tộc, và yêu cầu ít nhất mười loại hàng hóa và nhiều dịch vụ khác nhau, chẳng hạn như tiếp cận một nhà thờ lớn hoặc nhà tắm. Trò chơi được xây dựng xung quanh một người chơi và ba máy tính. Giống như Anno 1602, các máy tính có khả năng tiến bộ dần trong game, có nghĩa là chúng tiến lên cùng với người chơi. Người chơi máy tính cũng có cá tính có thể điều chỉnh, mà người chơi được phép tùy chỉnh trước khi bắt đầu game. Mỗi người chơi khác nhau, con người hoặc máy tính, được thể hiện bằng một màu sắc riêng biệt.

Nền kinh tế trong Anno 1503 được xây dựng dựa trên việc cung cấp các hàng hóa khác nhau cho các công dân thuộc địa. Nó bắt đầu với việc tạo ra hàng hóa giá rẻ, và tiến bộ ở cấp độ văn minh xuyên suốt game dẫn đến những chủng loại hàng hóa mới hơn. Vì trò chơi được xây dựng trên các cấp độ văn minh khác nhau (nhà thám hiểm tiên phong, dân định cư, công dân, thương gia, quý tộc), mỗi cấp độ văn minh đòi hỏi nhiều loại hàng hóa hơn và nhiều kỹ năng cân bằng và khéo léo hơn.

Công nghệ trong Anno 1503 bắt đầu ở cấp độ nhà thám hiểm tiên phong. Sau khi cung cấp cho công dân hàng hóa cơ bản như thực phẩm, vải và rượu, họ phát triển thành Settlers (dân định cư), cấp độ văn minh thứ hai. Các cấp độ thứ hai cho phép người định cư của người chơi xây dựng các công trình cao cấp hơn; tuy nhiên, người định cư đòi hỏi nhiều loại hàng hóa hơn để sinh sống lâu dài. Các tòa nhà trong game không nhất thiết phải có chức năng cụ thể cho người chơi, nhưng có hàm ngụ ý hoặc dưới chức năng hiệu quả cho người định cư trong game. Khả năng xây dựng được khuếch đại với sự mở rộng, có nghĩa là dân số lớn hơn có sức mạnh xây dựng hiệu quả hơn.

Hình thức quân sự của bản này phức tạp hơn Anno 1602. Game có hơn bảy loại đơn vị quân khác nhau, trái ngược với Anno 1602 chỉ có bốn loại đơn vị quân. Do đó, trong các trận chiến, trải nghiệm game trở nên khốc liệt hơn khi triển khai các đơn vị khác nhau trở thành chìa khóa trong chiến lược giành chiến thắng của người chơi.

Các công trình kiến trúc trong phiên bản này phong phú hơn so với Anno 1602. Điều này chủ yếu là do khu vực và hòn đảo có độ lớn hơn nhiều lần so với Anno 1602. Do đó, game có nhiều loại đồn điền và sự đa dạng hơn của các trang trại. Với những ngôi nhà và trang trại ban đầu được giới thiệu trong phiên bản trước, tựa game này cũng có nhiều trang trại với sự phong phú về nguồn tài nguyên bao gồm đá quý, tơ tằm, cá voi, dầu đèn, dược liệu, hoa bia, rượu vang, chàm, than, da, muối, tăng thêm cấp độ khó cho lối chơi trong game. Đồ họa công trình và ngôi nhà được cải thiện hơn so với phiên bản tiền nhiệm.