Halo 3 là một trò chơi bắn súng cho phép người chơi trải nghiệm gameplay chủ yếu ở góc nhìn thứ nhất. Thường trong quá trình chơi bạn sẽ được đi bộ là nhiều, nhưng vẫn có vài màn chơi tập trung vào việc tấn công địch bằng phương tiện. Gameplay tập trung vào lối chơi cổ điển được gọi là "Tam Giác Vàng của Halo" nghĩa là người chơi sẽ chủ yếu sử dụng vũ khí, lựu đạn và cận chiến trong rất nhiều tình huống. Người chơi cũng có thể "dual-wield" một vài vũ khí để có thêm hỏa lực, nhưng khi sử dụng dual-wield bạn sẽ phải từ bỏ việc sử dụng lựu đạn và cận chiến. Không như những phiên bản trước đó, vũ khí phụ của người chơi được hiển thị cho model nhân vật của họ, thường là ở sau lưng hoặc là hông.[1] Halo 3 có những vũ khí hỗ trợ mới, như là những vũ khí sử dụng hai tay cồng kềnh làm chậm người chơi khi mang theo, nhưng đổi lại là nó có hỏa lực rất cao.[2]

Không chỉ có mỗi vũ khí mới, Halo 3 có bổ sung một yếu tố cho gameplay được gọi là "equipment";[3] những vật phẩm này có nhiều tác dụng khác nhau, từ vật phẩm phòng thủ đến hồi lại giáp và pháo sáng. Và bạn chỉ có thể mang một trong 11 những equipment khác.[4] Phương tiện cũng đã được cải tiến thêm ví dụ như những phương tiện mới hoặc là những phương tiện chỉ dành cho AI.[5][6]

Halo 3 có bổ sung những tính năng không liên quan đến gameplay, như là tính năng Forge, một công cụ để tạo/chỉnh sửa map. Forge cho phép người chơi thêm hoặc xóa đồ vật trong game như là vũ khí, tường, phương tiện, vân vân... vào map có sẵn của game.[6] Hầu hết tất cả vũ khí, phương tiện và các đồ vật tương tác có thể được đặt và di chuyển trong bản đồ với Forge.[7] Người chơi có thể truy cập vào Forge và chỉnh sửa và thao tác các đồ vật trong thời gian thực. Tuy nhiên Forge vẫn có giới hạn của nó, ở góc dưới bên phải bạn có thể thấy một thanh "Budget" nếu bạn đã đặt tới giới hạn của nó bạn sẽ không thể thêm đồ vật nào nữa.[8] Người chơi có thể lưu 100 file film gameplay vào ổ cứng Xbox 360,[9][10] để xem hành động họ đã làm ở bất kỳ góc nhìn/tốc độ nào.[11] Halo 3 có hỗ trợ tính năng chia sẻ file (file sharing), nơi mà những film gameplay, ảnh chụp màn hình, và những tùy chỉnh có thể được tải lên trang web chính thức của Bungie. Bất cứ ai cũng có thể xem những nội dung người chơi đã tạo trong trang web đó và người chơi có thể đánh dấu nó để tự động tải nội dung vào console của họ khi đăng nhập vào Halo 3.[4][12]

Chế độ