"Iron Sky: Invasion" è un simulatore di caccia/spaziale, che richiama classici come la leggendaria... You-Know-Which series, ulteriormente arricchito con elementi di strategia e RPG. Il nucleo del gameplay si basa su duelli tra astronavi, combinati con attacchi a giganteschi astronavi (come i zeppeline di classe Siegfried), nonché sul pensiero tattico e sulla gestione delle risorse. Il gioco è ambientato nello spazio esterno, dove i giocatori devono difendere la Terra dall'invasione dei Nazisti della Luna. I giocatori controllano astronavi per muoversi liberamente nello spazio e attaccare le navi naziste; vari armamenti ed equipaggiamenti sono a loro disposizione, dai cannoni laser e missili a comodi droni e satelliti che possono essere lanciati da determinate navi. Le astronavi sono anche dotate di contromisure militari, per proteggerle dal fuoco nemico. I giocatori possono accedere a una mappa tattica dello spazio per individuare le posizioni delle forze naziste o di eventuali battaglie in corso, e così sapere istantaneamente dove volare. L'obiettivo finale è distruggere la base nazista segreta nascosta sul Lato Oscuro della Luna e mantenere la Terra al sicuro dalle astronavi invasori. Basato sul film culto, "Iron Sky: Invasion" porta con sé anche una sfumatura di politica: diverse nazioni offriranno missioni uniche, ma accettarle o rifiutarle spetta al giocatore. Alcune missioni seducono i giocatori con ricompense speciali, quali preziosi upgrade o addirittura navi nuove di zecca. I giocatori possono attraccare presso una stazione spaziale alleata per rifornire le armi, acquistare potenziamenti o persino cambiare nave. Quasi tutte le astronavi che compaiono nel film possono essere controllate nel gioco (eccetto quella più grande), tra cui la nave di ricognizione sudcoreana "Zerg", il bombardiere australiano "Dundee" o il caccia britannico "Spitfire". La disponibilità di alcune dipenderà dal completamento di determinate missioni. I sottosistemi delle navi possono essere ulteriormente potenziati nel hangar: ad esempio, potenziare i sistemi offensivi aumenterà il numero di armi e ne aumenterà la potenza, mentre un potenziamento del motore migliorerà la velocità della nave e la portata di intercettazione. Gli upgrade richiedono risorse speciali, che possono essere ricavate dalle unità nemiche distrutte o trovate nello spazio.