
Shadow Complex wird in 2.5D-Format präsentiert; die Spielwelt ist vollständig dreidimensional, doch der Spieler kann sich nur in zwei Dimensionen bewegen, wodurch das Umfeld eines klassischen Seitenroller-Videospiels simuliert wird. Die Gegner können sich jedoch in jede Richtung bewegen, und ein automatisches Zielen wird verwendet, um dem Spieler zu ermöglichen, auf nahestehende Gegner oder Objekte sowohl innerhalb als auch außerhalb der 2D-Ebene zu schießen. Der Spieler kann den rechten Analogstick nutzen, um mit einem Laserzieler durchzusehen. Die Spielmechanik von Shadow Complex wurde von Super Metroid und Castlevania: Symphony of the Night inspiriert. Viele Elemente der Spielmechanik orientieren sich an Metroid: Der Spieler kann sich frei in der weitläufigen Spielwelt bewegen, Gegner mit einer Vielzahl an Waffen bekämpfen und durch das Überwinden von Herausforderungen neue Fähigkeiten und Waffen erlangen, die es ihm ermöglichen, neue Bereiche zu erreichen. Das Spiel belohnt den Spieler mit Erfahrungspunkten, sobald er Ziele erfüllt und Gegner besiegt. Der Spieler kann Erfahrungsstufen erlangen, wobei jede Stufe die grundlegenden Eigenschaften des Charakters verbessert. Diese Erfahrungsstufen verleihen dem Spieler Fähigkeiten wie verbesserte Schussgenauigkeit oder Schadensresistenz. Besondere Belohnungen wie die vollständige Karte oder unbegrenzte Spezialmunition werden bei bestimmten Stufen verliehen. Wenn der Spieler ein neues Spiel startet, verliert er alle Waffen und Gegenstände, die er erworben hat, behält jedoch die Erfahrungsstufe des Charakters und alle Vorteile, die er bereits durch diese Erfahrung erhalten hat. Zusätzlich zum Hauptkampagnenmodus stehen eine Reihe von Herausforderungsebenen, genannt „Proving Grounds“, zur Verfügung, die in der Regel verlangen, dass der Spieler sich mit einem begrenzten Satz an Gegenständen und Lebenspunkten bis zur Ausgangstür eines Raums durchschlagen muss. Spieler werden anhand der Zeit, in der sie die Ebene abschließen, sowie anhand möglicher Punkteziele bewertet. Punkte und andere Statistiken aus der Hauptkampagne und den Trainingsgruppen werden über Online-Highscores verfolgt. Eine remasterte Version und ein Port wurden während der Game Awards 2015 angekündigt und sollen für PS4, Xbox One und PC veröffentlicht werden.
| X360 | 19. August 2009 |
| PC | 3. Dezember 2015 |
| XONE | 16. März 2016 |
| PS4 | 3. Mai 2016 |
