Như các phiên bản trước, trong Team Fortress 2, hai đội chơi đối đầu nhau trong các pha giao tranh để đạt được mục tiêu chính của màn chơi.[10] Theo bối cảnh trò chơi, hai anh em thù địch cùng lúc thuê mướn hai nhóm đánh thuê để bảo vệ tài sản của công ty mình, đồng thời tìm cách phá hủy tài sản của công ty kia; vì thế tên hai công ty cũng là tên của các đội chơi: Reliable Excavation & Demolition (RED) và Builders League United (BLU). Người chơi tham gia vào một trong hai đội này và chọn một trong chín nhân vật của trò chơi, mỗi nhân vật có vũ khí, ưu điểm và khuyết điểm riêng. Mặc dù qua các phiên bản Team Fortress, khả năng của các nhân vật đã có những thay đổi, nhưng các yếu tố đặc trưng của mỗi nhân vật vẫn hiện hữu, đó là một vũ khí chính, một vũ khí phụ, và một vũ khí giáp lá cà.[11][12] Khi phát hành, trò chơi gồm sáu bản đồ chính; trong các bản cập nhật sau đó, trò chơi có thêm 44 bản đồ phụ, chín bản đồ đấu trường (arena), tám bản đồ chiếm điểm (king of the hill) và hàng loạt kiểu bản đồ khác.[13][14] Thêm vào đó, Valve cũng phát hành các bản đồ do chính cộng đồng xây dựng nên. Khi người chơi tham gia một bản đồ lần đầu tiên, trò chơi sẽ hiện một đoạn phim giới thiệu cách hoàn thành mục tiêu của bàn đồ đó. Trong các trận đấu, một người phụ nữ có biệt danh là "The Administrator",[15] lồng tiếng bởi Ellen McLain, sẽ liên tục thông báo các sự kiện trong màn chơi thông qua loa phát thanh.[16] Số người chơi giới hạn trong mỗi màn là 16 trên hệ máy Xbox 360 và PlayStation 3.[17] Trên PC, Valve hỗ trợ tối đa lên đến 32 người chơi trong một bản cập nhật năm 2008.[18]

Team Fortress 2 là trò chơi đầu tiên được Valve thống kê chi tiết cho từng người chơi. Các thống kê này bao gồm: tổng thời gian chơi theo từng nhân vật, số điểm cao nhất, số mục tiêu giành được nhiều nhất trong một mạng. Các thống kê hiện lên trên màn hình giúp người chơi biết họ đang cải thiện như thế nào so với điểm số cao nhất trước đó, ví dụ thông báo hiện lên khi người chơi gần đạt đến mức sát thương kỷ lục họ từng gây ra trong một vòng.[13] Team Fortress 2 sẽ thưởng cho người chơi "thành tích" khi họ hoàn thành các nhiệm vụ nhất định, ví dụ đạt được một số điểm hạ gục nào đó, hoặc hoàn thành màn chơi trong một khoảng thời gian nào đó. Trong các bản cập nhật sau, các thành tích cho riêng từng nhân vật được thêm vào, và khi người chơi đạt được những thành tích này, họ được mở khóa các loại vũ khí và tính năng mới cho nhân vật của mình. Hệ thống thưởng này sau đó được mở rộng thành một hệ thống cơ hội ngẫu nhiên, trong đó một người chơi có thể nhận được vật phẩm chỉ bằng cách chơi trò chơi.[19]

Các chế độ chơi

Trong từng chế độ chơi, mục tiêu của các màn chơi thay đổi.

• Trong các bản đồ cướp cờ (Capture the Flag), mục tiêu của hai đội chơi là chiếm chiếc cặp chứa thông tin tình báo từ căn cứ đội đối phương và mang nó về căn cứ đội mình, đồng thời ngăn cản đội đối phương làm điều tương tự. Người chơi hạ gục đối thủ mang chiếc cặp để giành lấy nó, hoặc người chơi có thể chủ động quăng nó đi; cả hai trường hợp đều kích hoạt đồng hồ đếm ngược có thời gian là hai phút. Nếu đội đối phương không giành được chiếc cặp này khi hết thời gian đếm ngược, nó sẽ quay trở về căn cứ của nó. Một đội chỉ ghi điểm khi mang được chiếc cặp đối phương về căn cứ của mình. Một trận đấu kéo dài cho đến khi một đội giành được số điểm nhất định hoặc khi hết thời gian.[20]
• Một biến thể của kiểu chơi Capture the Flag có tên là Special Delivery, trong đó các đội tranh giành một chiếc cặp duy nhất và mang nó đến đích cuối. Khi một đội đã giành được chiếc cặp, hoặc là thành viên đội đó mang được chiếc cặp đến đích cuối thành công, hoặc là thời gian đếm ngược hai phút kết thúc và chiếc cặp xuất hiện lại ở điểm xuất phát. Giống như Territorial Control, chế độ chơi này chỉ có một bản đồ duy nhất tên là Doomsday; và khác với Territorial Control, bản đồ Doomsday có một biến thể mang phong cách Halloween, gọi là Doomsday Event.
• So với Capture the Flag, mục tiêu của kiểu chơi chiếm điểm (Control Point) đa dạng hơn, nhưng điểm cốt yếu vẫn là một đội chiếm lấy điểm kiểm soát và ngăn đội kia tiếp cận vị trí này.[20] Trong các bản đồ chuẩn, mỗi đội đều nắm giữ trước một số điểm kiểm soát bằng nhau, và một điểm chưa được nắm giữ; các đội chỉ có thể nắm giữ điểm kiểm soát gần nhất so với điểm mà họ đang nắm giữ. Đội nào nắm giữ tất cả các điểm kiểm soát sẽ thắng vòng chơi đó. Trong kiểu chơi tấn công/phòng thủ (attack/defend), đội RED nắm giữ tất cả các điểm trên bản đồ, và phải bảo vệ chúng khỏi bị đội BLU nắm giữ trong một khoảng thời gian. Các bản đồ cho kiểu chơi này có thể là bản đồ một màn hoặc nhiều màn; các màn sau màn 1 chỉ được chơi nếu như đội BLU thắng một màn.
• Kiểm soát lãnh thổ (Territorial Control) là phiên bản phức tạp hơn của Control Point. Trong kiểu chơi này hai đội sẽ nắm giữ một số khu vực trên bản đồ. Mỗi màn, một đội sẽ tìm cách chiếm lấy điểm kiểm soát trong khu vực do đối phương chiếm giữ trong một khoảng thời gian. Khi một đội đã nắm giữ tất cả ngoại trừ điểm kiểm soát cuối cùng là căn cứ đối phương, họ sẽ tiếp tục chiến đấu để giành lấy căn cứ này, trong khi đội đối phương ra sức bảo vệ nó.[20] Bản đồ chính thức duy nhất mà Valve thiết kế cho kiểu chơi này tên là Hydro.
• Chế độ slender fortress là một chế dộ kinh dị nhat trong games.Có 2 đội như cũ nhưng cả hai đều vô một phòng khác nhau.Bên RED TEAM có nhiệm vụ là thu thập những mảnh giấy,tài liệu,....vào thoát khỏi những người ''chủ phòng''.Nhũng người này là các nhân vật đa phần trong creepy pasta,các scp,các nhân vật kinh dị trong vài games.Mục tiêu của RED TEAM là thu nhập đủ những thứ đó và không để cho các chủ phòng giết.Đa phần trong slender fortress đều là slender man.Đôi khi trong 1 map lại có năm người chủ phòng.Sau khi các chủ phòng giết thì ta sẽ vô BLUE TEAM.Trong BLUE TEAM thì vô 1 map có thể làm gì cũng được (ngay cả giết đồng dội cũng được).Khi RED TEAM thu nhập đủ thì họ có khỏi vài phút để thoát khỏi nơi này.Nếu hết giờ thì chết.Nếu trốn thoát những RED TEAM vô phòng của BLUE TEAM và thắng cuộc.