Một video game có lối chơi phi tuyến tính giới thiệu cho người chơi những thử thách có thể được hoàn thành trong một số trình tự khác nhau. Mỗi người chơi chỉ có thể thấy một số trong những thử thách có khả năng, và những thử thách tương tự có thể được chơi trong một thứ tự khác. Một video game có lối chơi tuyến tính ngược lại đưa người chơi vào một thử thách theo trình tự cố định. Mỗi người chơi thấy được mọi thử thách và tiếp cận chúng theo trình tự.Một trò chơi phi tuyến tính cho phép người chơi được hoạt động tự do hơn hẳn một trò chơi tuyến tính. Ví dụ, trò chơi phi tuyến tính có thể cho phép chuỗi nhiều hướng đi để hoàn thành game, một sự lựa chọn giữa con đường đến chiến thắng cuối cùng, hoặc tùy chọn nhiệm vụ-bên lề và kịch bản phụ. Một số trò chơi có cả hai lối chơi tuyến tính lẫn phi tuyến tính, và một số trò chơi cung cấp chế độ hộp cát (sandbox) cho phép người chơi khám phá môi trường game thế giới mở độc lập với mục đích chính của trò chơi nếu có. Một trò chơi có lượng lớn yếu tố phi tuyến tính đôi khi được mô tả là kết thúc mở hay hộp cát, mặc dù thuật ngữ đó dùng trong những trường hợp này là không chính xác.[1][2][3][4][5]Điển hình của lối chơi phi tuyến tính là tuyệt đại đa số trò chơi thuộc thể loại visual novel, trong đó cung cấp những hướng đi khác nhau để khám phá kịch bản và dẫn đến nhiều kết thúc khác nhau. Bởi vì tính chất này, nhiều visual novel có một cốt truyện phân nhánh, qua đó đòi hỏi một lượng lớn kịch bản tương đương đại diện cho các chuỗi sự kiện khác nhau nhưng liên kết và tác động qua lại lẫn nhau, khiến cho visual novel nghiêng về hình thức của một tiểu thuyết hơn là video game. Cốt truyện phân nhánh là xu hướng phổ biến trong các visual novel, trong đó sử dụng nhiều mạch truyện khác nhau để đạt được những kết thúc khác nhau, và mặc dù chúng có cách chơi theo kịch bản định sẵn, người chơi có thể tự do lựa chọn hướng đi trong quá trình chơi. Các "điểm quyết định" trong visual novel thường xuất hiện trước mắt người chơi với những lựa chọn thay đổi quá trình diễn ra các sự kiện trong game, dẫn đến những kết thúc khác nhau tương ứng có thể có.[6][7]