В Sunless Sea игрок берет на себя роль капитана парохода, который плавает по подземному морю, посещает различные острова, открывает новые на карте мира места, перевозит товары между портами и выполняет задания. Цели победить в игре нет, но можно стать богатым или прославленным мореходом.
Смерть персонажа необратима — погибнув или потопив корабль, игрок обязан начать игру заново. По решению игрока, следующий капитан может унаследовать часть имущества или команды предшественника. После смерти карта мира перестраивается случайным образом, но местонахождение основных крупных портов и островов не меняется.