Half-Life: Alyx là một trò chơi thực tế ảo (VR) được hỗ trợ tất cả các loại tai nghe VR tương thích với SteamVR, bao gồm Valve Index, HTC Vive, Oculus Rift, Oculus Quest và tất cả các tai nghe Windows Mixed Reality.[1] Vì lối chơi được thiết kế xoay quanh VR, nên Valve cho biết không có kế hoạch nào cho một phiên bản không phải VR.[1] [2] Phần Half-Life: Alyx này cũng hỗ trợ người dùng mod thông qua Steam Workshop.

Người chơi sẽ điều khiển đồng đội của Gordon Freeman là Alyx Vance khi cô cùng cha mình là Eli Vance chiến đấu với Combine - một đế chế ngoài hành tinh đã chiếm được Trái Đất trong một cuộc chiến xảy ra chỉ vọn vẹn 7 giờ.[3] Nhà thiết kế David Speyrer cho biết Half-Life: Alyx không phải là một trò chơi nhiều phần hay một câu chuyện phụ, mà nó chính là phần game tiếp theo của vũ trụ Half-Life", có độ dài tương đương với Half-Life 2 (nên những người chơi lâu năm của sê-ri Half-Life hay gọi phần game này là Half-Life 1.5).[4] Người chơi sẽ sử dụng VR để lấy nguồn cung cấp, dùng giao diện, ném đồ vật và tham gia chiến đấu. Giống như khẩu súng trọng lực từ Half-Life 2, chiếc găng tay trọng lực cho phép người chơi điều khiển lực hấp dẫn.[4] Trò chơi bao gồm các yếu tố đã in sâu vào các phần Half-Life truyền thống như khám phá, giải đố, chiến đấu với kẻ thù và hoàn thành cốt truyện.[5] Mọi vũ khí trong game đều có thể được sử dụng bằng một tay, vì Valve muốn người chơi luôn có một tay rảnh để tương tác với thế giới ảo.[6] Trong khi trò chơi chủ yếu là một game bắn súng góc nhìn thứ nhất, nó bổ sung thêm các yếu tố của thể loại kinh dị sinh tồn, vì máu(health) và đạn dược đã được lược bớt hơn trong game, và trò chơi bao gồm những cuộc chạm trán đáng sợ đến giật mình với người ngoài hành tinh.[7] [8] [9]

Người chơi có thể di chuyển trong chính căn phòng của mình để di chuyển Alyx trong trò chơi. Ngoài ra, người chơi có thể sử dụng các thanh analog trên bộ điều khiển VR để di chuyển Alyx theo cách truyền thống, dịch chuyển đến các điểm gần đó hoặc chế độ trung gian có Alyx "lướt" đến các điểm đã chọn. Trong trường hợp tùy chọn dịch chuyển tức thời, trò chơi vẫn mô phỏng chuyển động mặc dù hành động xuất hiện tức thời, và Alyx có thể sẽ mất mạng nếu bị tấn công hoặc di chuyển từ độ cao quá lớn.[10]