События 0 A.D. развиваются в нулевом году нашей эры. Игровой процесс представляет собой стратегию в реальном времени. Игроки берут под свое управление цивилизации, стартуя в 500 году до н.э. и пытаясь добраться до 1 года нашей эры. Параллельно требуется собирать ресурсы, строить поселения, обучать войско и сокрушать армию противоборствующих фракций.

В основе геймплея лежит историческая точность. Названия юнитов, народов, поселений и многие другие элементы проекта полностью соответствуют реальности. Доступны специальные юниты, называющиеся героями. Они соответствуют своим реальным историческим прототипам. Механики вдохновлены серией Age of Empires. Представлено 4 типа ресурсов: пища (ягоды, охота, рыбалка, животноводство и фермерство), древесина (рубка деревьев), камень (каменоломни) и металл (рудниковые залежи). Каждый ресурс необходим для определенных целей: обучение армии, постройка стен и башен, создание оружия и т.п. Можно строить городские центры, причалы и склады. На территории находится сокровища, которые можно отыскать, если тщательно исследовать локации.

Юниты делятся на военных и рабочих. Воинствующие единицы состоят из пеших войск, копейщиков, лучников, специалистов по осадным орудиям, конных отрядов и героев. К рабочим относятся женщины, врачи, торговцы, лесорубы и т.п. В 0 A.D. можно строить несколько типов судов: военные, торговые и рыбацкие. Город состоит из центра, усадеб, загонов, домов, конюшен и других построек. Враждующими фракциями выступают Кельтские племена (Бритты и Галлы), Эллинистические государства (Афины и Спарта), Диадохи (Македония, Государство Селевкидов и Птолемеи) и Самостоятельные (Карфаген, Племена иберов, Империя Маурьев, Персы, Римская республика и Кушиты). Режимами выступают Сценарии, Случайные карты, Схватка и Многопользовательская игра. Доступен редактор карт, обладающий широким инструментарием.