CleanFall ставит игрока во главе уборочного робота, единственная функция которого — поддержание чистоты в доме. Эта простая задача становится планетарной миссией после того, как один технарь приблизил мир к его солнцу. Случившийся катаклизм покрыл поверхность вихрем пыли и смерти, сделав наведение порядка невозможным. Чтобы снова навести чистоту в своем доме, механизм должен сначала исправить весь мир, спускаясь в подземные слои планеты для начала своей работы.

Выживание в подземельях CleanFall зависит от конструкторских навыков и изобретательности геймера. Робот собирает мобильные боевые платформы для противостояния ордам созданий, населяющих глубины. Алхимическая система позволяет комбинировать защитные турели, создавая продвинутое вооружение от фабрик дронов до минометов. Геймплей включает прокладывание туннелей сквозь процедурно генерируемую породу для проникновения в динамичные экосистемы, где экзотические организмы обладают поведением, позволяющим получить преимущество в каждом забеге.

Сбор ресурсов заключается в заготовке флоры, произрастающей среди подземных скал, причем каждое растение дает особые эффекты для борьбы с обитателями недр. Сам механизм превращается из стандартной модели в машину разрушения благодаря системе перков. Эти улучшения влияют на скорость, потребление энергии, прочность конструкций и добычу. Каждая новая игровая сессия раскрывает подробности сюжета о прошлом апокалипсисе, и в итоге эта игра знакомит с заговором, готовившимся 2 столетия.