Heli-Cats помещает игроков в мир, переживающий энергетический и экономический кризис. На фоне этой нестабильности мятежные силы начинают скоординированное наступление на альянс. Объединенный альянс безопасности задействует специальное вертолетное подразделение, действующее под видом местного военизированного формирования. Пилоты Тигр и Рысь выполняют миссию по отражению захватчиков и выяснению причин конфликта.

Их операции спланированы так, чтобы от них можно было отречься в случае провала, проводя геймеров через 8 аркадных этапов и еще 2, доступных при особых условиях. Ключевой геймплей Heli-Cats задействует систему двух эшелонов, позволяющую вертолету переключаться между высокими и низкими позициями. Снаряды имеют цветовую маркировку, а боеприпасы поражают цели только на своем высотном уровне. Эта механика создает способ маневрировать под вражеским огнем, но требует сближения с противником для нанесения урона.

Предусмотрен локальный кооператив, где два участника могут пилотировать отдельные машины. Быстрое нажатие кнопки огня выпускает стандартную очередь, увеличивающую счетчик фокуса при попадании в цель. Удержание кнопки выстрела расходует счетчик фокуса для проведения усиленной атаки. Этот режим огня нейтрализует определенные вражеские снаряды и заставляет уничтоженных оппонентов ронять сферы. Сбор этих сфер заполняет шкалу, улучшая оба типа выстрелов при достижении нового уровня. Индикатор мощности истощается при ведении обычного огня, и его обнуление снижает уровень персонажа.