Hatsune Miku and Future Stars: Project Mirai è un videogioco di ritmo e uno spin-off della serie Hatsune Miku: Project DIVA, una serie di giochi Vocaloid basati sul ritmo. Come l'originale, il gioco utilizza principalmente Vocaloid, una serie di software di sintesi vocale, e le canzoni create usando questi Vocaloid, più notoriamente Hatsune Miku, la Vocaloid diva virtuale. Il gioco presenta design dei personaggi differenti rispetto ai giochi principali e i personaggi appaiono nelle loro versioni in stile Nendoroid, in versione super deformed. Per la modalità di gioco principale, la modalità musicale, utilizza quello che definisce il "Sistema Cerchio della Fortuna". I pulsanti appariranno lungo il bordo di un cerchio, e un puntatore apparirà dal centro del cerchio estendendosi fino all'esterno del bordo. Ruoterà quindi in senso orario o antiorario in base alla canzone e quando il puntatore passerà sul pulsante, il giocatore dovrà premere il pulsante frontale sul 3DS. Analogamente alla serie, anche la precisione di tempo del giocatore sarà valutata su una scala e in una modalità simile che verrà visualizzata in basso sullo schermo. Inoltre il gioco non presenta la Edit Mode della serie Project DIVA, mentre la DIVA Room Mode è sostituita dalla modalità My Room del gioco, per cui i giocatori interagiscono in modo analogo con i loro moduli in una stanza.