在玩法上，《犯罪观察》有着自己独特的创新。
和玩家以往扮演角色进行游玩的方式不同，在游戏中，这六位角色更像是玩家手下的“棋子”。而作为玩家的我们，则是以上帝视角观察，进行一场犯罪模拟。
在2075年的伦敦，一款预测未来犯罪的综合系统“Foresight AI”已投入实用。然而系统终究会有漏洞，开发者担心未知的事件会导致世界走向灭亡，于是开发出“Sherlock”这个以《福尔摩斯探案集》的经典角色命名的派生AI，让其追踪搜查犯罪案件，以预防尚未发生的危险。
然而一语成谶，一个和“Sherlock”旗鼓相当的犯罪AI，福尔摩斯小说中最经典的反派“Moriarty”悄然而出，成为了罪犯的帮凶。作为玩家的我们，则是扮演正反两方阵营，既能够得到和Sherlock合作解决问题的机会，也可以和Moriarty一起，感受到破坏秩序带来的快感。
游戏的时间限制为十天，而一天中，则分为为早晨、傍晚、夜晚三个回合。在这六人中，分别有一位随机的“*手”和“目标”。
在十天之内若是*手将目标*害，则M方（Moriarty阵营）得逞。反之，S方（Sherlock阵营）获胜。每一位角色都有可能成为*手和目标，所以S方需要不断地推理和试错，缩小目标，最终确定嫌犯。
只有M方可以明确看到*手和目标
游戏的玩法颇有种战棋游戏的既视感。在1V1的游戏模式中，作为S方，每回合可以操控任意3位角色，而作为M方则可以操控除了“目标”之外的2位角色。每回合角色可以移动特定的格数，并可在房间中走动、搜查或者使用道具。
不过，和下棋的机制稍有区别，这六个“棋子”并不处于对立的阵营。操控角色行动的过程中，有时双方会操控同一位角色。对于这样的情况，游戏有着巧妙的解决方式——若是操控了同一位角色，那么M方占优先权，角色的行动会首先遵循M方的意愿。
然而虽然这样做给M方带了极大的便利，但是这位角色也将被曝光成为“非被害目标”，大大缩小了嫌疑范围。
