Meteor Volleyball! предлагает сюжет, в котором Земля стоит перед угрозой уничтожения из-за приближающегося небесного тела. Пилоты берут на себя управление специализированными волейбольными роботами. Центральная задача заключается в использовании этих механизмов для взаимодействия с падающими метеоритами, представляя защитный механизм через спортивный игровой процесс. Действие разворачивается в формате 2D-платформера, совмещая перемещение с боковой прокруткой и волейбольную механику.

Задача в Meteor Volleyball! сконцентрирована на обороне планеты и личном выживании перед лицом космической опасности. Пилоты маневрируют своим роботом по площадке, располагая его для перехвата обломков метеоритов. Геймплей включает нанесение ударов по этим фрагментам согласно правилам, заимствованным из волейбола, с целью отбить их от обозначенной игроком домашней зоны. Результат зависит от реакции на траекторию и своевременности действий при падении объектов.

Помимо основной симуляции волейбола, проект содержит повествовательные элементы, чтобы придать контекст происходящему. Видеовставки используют стиль подачи материала последовательными кадрами, как в комиксах, для изображения событий метеоритного кризиса. Диалоги между персонажами дополнительно раскрывают ситуацию и роль пилота в ней. Кроме того, они могут применять разнообразные специальные умения, характерные для их роботизированных единиц, для помощи в отклонении метеоритов и защиты своей территории в игре.