Muhammad Ali Heavyweight Boxing, som navnet tilsier, er et boksespill med den tre ganger verdensmesteren i tungvekt. Spillet viser 2D sprite-tegnede boksere i en 3D-ring (det såkalte "FreeCam" 3D-systemet), med bokserne som beveger seg rundt ringen i 360°. En eller to spillere kan velge antall runder (opptil 15), rundens lengde (opptil 5 minutter), antall ganger en fighter må tas ned for å være T.K.O. og antall dommerteller (opptil 10). Det er to spillmoduser: utstilling (som kan spilles mot datamaskinen eller en-til-en av to spillere) og turneringsmodus (enkeltspiller). Spillere kan velge mellom ni fiktive jagerfly pluss Muhammad Ali selv. Det er to kontrolltyper: arkade og simulering. I arkademodus flytter d-pad bokseren rundt, mens A-knappen brukes til jabs, B-knappen for forsvar og C-knappen for harde slag. I denne modusen bestemmer spillet hvilken av bokserens armer som skal brukes for hvert slag. I simuleringsmodus flytter d-pad spilleren rundt. Ved å holde inne A-knappen (for venstre arm) eller C-knappen (for høyre arm), kan spilleren utføre hodestøt (ved å trykke opp i D-puten), kroppsstøt (ved å trykke ned), kroppskroker (ved å trykke venstre) og kroppskroker (ved å trykke til høyre). Holder du B-knappen, kan spilleren dekke opp (ved å trykke opp), dukke (ved å trykke ned), svaie til venstre (ved å trykke venstre) og svaie til høyre (ved å trykke til høyre). Ved å trykke A og B sammen, utfører bokseren en uppercut. Hver jagerfly har en kraft- og en hastighetsbar. Ettersom de blir slitne av å slåss eller blir skadet, reduseres stengene. Jo lavere stengene er, desto langsommere eller svakere blir slagene, helt til bokseren blir slått ned. Ved å forsvare seg kan en bokser gjenvinne kraft eller fart. Det er også en teller med slag på hver side av skjermen. Hvis kampen ender uten vinner, blir dommerens avgjørelse tatt av disse tallene alene, uavhengig av hvor mange ganger jagerflyene ble tatt ned under kampen. Spillet har digitalisert tale, inkludert prøver av Alis stemme.