SteamWorld Dig er 2D et plattformspill som dreier seg om gruvedrift etter ressurser og malm. Målet med spillet er å undersøke gruvene under den gamle vestlige byen Tumbleton for å avdekke hemmelighetene som lurer nedenfor. Spilleren kontrollerer Rusty som er utstyrt med en hakke, men spilleren får muligheter til å oppgradere verktøyene som brukes til å grave etter hvert som progresjonen gjøres i spillet. Foruten helse, trenger spilleren også kull for lys og vann for spesielle evner. SteamWorld Dig har plattformelementer ved at spilleren løper, hopper og møter fiender, men hovedmålet er gruvedrift. Det betyr at spilleren bygger – eller snarere dekonstruerer – spillverdenen og skaper plattformer på den måten. Spilleren samler ressurser og andre skjulte ressurser som kan bringes tilbake til overflaten og byttes mot kontanter. Når spilleren går videre i spillet, låses nye ferdigheter opp. Hver gjennomspilling blir gruvene randomisert, slik at gjenstander og skatter vises på forskjellige steder. Hvis spilleren blir sittende fast er det en selvdestruksjonsfunksjon, men spillerne kan også kjøpe stiger i butikken ved overflaten for å komme seg ut av vanskelige situasjoner. Når spilleren går dypere ned i hulen, møter spilleren forskjellige fiender med forskjellige angrepsmønstre og svake punkter. Spillet har flere verdener, hver med et helt annet miljø. Å dø resulterer i et erstatningsstraffgebyr, og spilleren spawner tilbake på overflaten. Alt byttet som har blitt samlet når spilleren dør kan plukkes opp igjen.