Chaque invasion extraterrestre rencontre une forme de résistance, donc dans ce reboot de la série, les joueurs prendront le rôle du commandant XCOM et contrôleront les scientifiques et soldats d'élite afin de stopper la menace. Après avoir neutralisé avec succès des vaisseaux de reconnaissance, sécurisé le site du crash et récupéré des civils, du personnel XCOM et des corps extraterrestres, il est clair que tous sont génétiquement et cybernétiquement modifiés, ce qui marque le début de la course aux armements avec les envahisseurs. Pendant les missions, X-COM : Enemy Unknown est un jeu tactique au tour par tour, tandis qu'en dehors des missions, les joueurs dirigeront l'organisation, formeront des unités, superviseront la recherche, étendront la base d'opérations et géreront les ressources. Les combats complexes consistent en des unités prenant des tours pour effectuer leurs actions avec une vue de dessus du champ de bataille. Les soldats XCOM et les extraterrestres peuvent se mettre à couvert pendant les batailles, et manquer leurs tirs et attaques si quoi que ce soit affecte leur précision. Au cours du jeu, les joueurs pourront accéder à de nouvelles technologies tout en rencontrant de nouveaux types d'ennemis variés.