Hatsune Miku: Project Diva F è un gioco di ritmo e la quinta voce della serie Hatsune Miku: Project Diva di giochi di ritmo Vocaloid. È stato anche il primo gioco della serie Project Diva a essere pubblicato in Occidente. Come l’originale, il gioco fa principalmente uso di Vocaloid, una serie di software di sintesi vocale, e delle canzoni create utilizzando questi vocaloid, con la virtual-diva Hatsune Miku come protagonista più nota. Il gioco mantiene le stesse meccaniche di gioco di base della serie, sebbene con diverse novità; in particolare l’aggiunta del simbolo "Star" ai simboli già esistenti di croce, cerchio, quadrato, triangolo e frecce. Il simbolo "Star" rappresenta la mossa "Scratch", in cui invece di premere i pulsanti tradizionali, i giocatori sfregano lo schermo o sbilanciano lo stick analogico, a seconda del sistema in uso. "Chance Time" è stato modificato rispetto ai titoli precedenti: ogni volta che si centra con successo un beat, si riempie una barra a forma di stella in basso a sinistra dello schermo. Quando è piena, attiva un simbolo finale di "Scratch" che, se ottenuto con successo, cambierà l'esito della scena. Un’altra meccanica nuova è la "Technical Zone". Quando questa si verifica durante una canzone, i giocatori devono mantenere un combo continuo entro un limite di tempo per ottenere punti bonus.