Space Impossible - процедурно генерируемая песочница, в которой предстоит взять под контроль космический шаттл, с помощью которого можно исследовать галактику, заниматься торговлей или воевать с недругами. Можно заняться экспедицией, открывая дальние участки вселенной, можно пуститься во все тяжкие и стать величайшим пиратом, а можно просто заключать выгодные сделки и находить торговые пути. Геймплей дает множество возможностей, чтобы поучаствовать в рейдах на базы, захватах вражеских кораблей или принять участие в сражениях с уникальными боссами

В игре присутствует несколько противоборствующих фракций. К какой присоединиться - зависит от игрока. Все объекты состоят из модулей, которые можно как уничтожать, так и заменять. С помощью реалистичной ньютоновской физики в Space Impossible можно идти на таран вражеских кораблей, предварительно увеличив мощь шаттла и его защитный барьер. Собственный корабль собирается из множества различных элементов и модулей, включающие в себя внутреннюю начинку и внешний вид.

Торговая система позволяет более выгодной продавать или покупать интересующие предметы. Продуманная система крафта позволяет собирать различные материалы и ресурсы, которые помогут применить их в специальной лаборатории, создавая новые уникальные объекты или модернизируя уже существующие компоненты. Помимо основной кампании присутствует также мультиплеер.