Cách chơi dựa trên kiểu đua xe đồng đội đường phố. Người chơi điều hành một đội đua và có thể thuê những tay đua đường phố vào đội đua của mình, và tay đua đang hoạt động có vai trò là người yểm trợ. Mỗi tay đua được thuê đều có hai khả năng, một là khả năng đua xe (scout, blocker, và drafter) và còn lại, không phải là khả năng đua (gồm fixer, mechanic, và fabricator). Mỗi khả năng có những tính chất riêng từ việc tìm đường tắt (scout) cho đến việc giảm thiểu sự can thiệp của cảnh sát. Những chiếc xe do các tay đua này lái cũng có sự khác biệt, blockers (ngăn chặn đối phương vượt qua người chơi) lái những chiếc xe khỏe (muscles), drafters (chạy trước người chơi tạo ra vùng áp suất thấp làm tăng tốc độ xe người chơi) lái siêu xe (exotics) còn scouts (tìm đường tắt) lái những chiếc tuners (mặc dù hai tay đua yểm trợ đầu tiên được mở khóa (Neville và Sal) lái những chiếc xe có đặc tính tùy thuộc vào đặc tính của chiếc xe mà người chơi chọn khi bắt đầu trò chơi). Trong chế độ Career, người chơi phải chiến thắng các vòng đua để chinh phục các lãnh thổ và đối đầu với các tay đua trùm để giành lấy các khu vực.

Không giống Need for Speed: Most Wanted và Need for Speed: Underground, Carbon không có chế độ Drag. Tuy vậy, Carbon lại nhấn mạnh chế độ đua Drift, chế độ đua đã xuất hiện trong Underground và Underground 2, nhưng lại bị bỏ sót trong phiên bản đi trước của Carbon, Most Wanted. Bên cạnh Drift, Carbon còn có một chế độ đua hoàn toàn mới, Canyon Event (đua trên đèo), dựa trên những cuộc đua Touge của Nhật Bản. Có bốn loại Canyon Event: Canyon Duel, Canyon Sprint, Canyon Checkpoint và Canyon Drift. Một điểm đáng chú ý là chế độ Lap Knockout đã bị bỏ sót. Bên cạnh đó, chế độ Tollbooth trong Most Wanted đã bị đổi tên thành "Checkpoint" trong Carbon.

Người chơi có thể tải những tấm ảnh chụp màn hình khi đang chơi lên Need for Speed website, làm đầy đủ các thông số và nhũng sự bổ sung. NFS Carbon là trò chơi Need for Speed đầu tiên nhấn mạnh chế độ chơi trực tuyến. Các chế độ Pursuit Knockout và Pursuit Tag cho phép người chơi có thể vào vai cảnh sát hoặc tay đua. Pursuit Knockout là một vòng đua loại trực tiếp với nhiều đoạn cua vòng. Các tay đua bị loại ra khỏi cuộc đua sẽ trở lại trong vai cảnh sát, cố gắng ngăn chặn các tay đua hoàn thành vòng đua bằng các thiết bị cần thiết. Tay đua nào hoàn thành được vòng đua sẽ chiến thắng. Pursuit Tag bắt đầu với một người chơi trong vai tay đua và những người chơi còn lại là cảnh sát. Nhiệm vụ của các cảnh sát là bắt tay đua. Người chơi là cảnh sát sau khi bắt được tay đua sẽ trở thành tay đua và phải trốn chạy cảnh sát. Người chơi nào ở trong vai tay đua lâu nhất sẽ là người thắng cuộc.

Một điểm nổi bật của phiên bản này là trò chơi chỉ diễn ra vào ban đêm, tương tự như trong Underground và Underground 2

Need for speed Carbon: Own the city không có chức năng đua trên đèo (Canyon race) nhưng lại có phần Knockout và chế độ rượt đuổi bởi cảnh sát trên nền tảng PSP và Zeebo.