SteamWorld Dig è un gioco di piattaforma in 2D che ruota attorno all'estrazione di risorse e minerali. L'obiettivo del gioco è indagare sulle miniere sotto la vecchia città occidentale di Tumbleton per scoprire i segreti che si nascondono sotto. Il giocatore controlla Rusty che è equipaggiato con un piccone, ma gli vengono fornite le opzioni per potenziare gli strumenti usati per scavare man mano che si progredisce nel gioco. Oltre alla salute, il giocatore ha bisogno anche di carbone per la luce e acqua per le abilità speciali. SteamWorld Dig ha elementi di piattaforma in cui il giocatore corre, salta e incontra nemici, ma l'obiettivo principale è il mining. Ciò significa che il giocatore costruisce, o meglio decostruisce, il mondo di gioco e crea piattaforme in questo modo. Il giocatore raccoglie risorse e altre risorse nascoste che possono essere riportate in superficie e scambiate con denaro. Quando il giocatore avanza nel gioco, vengono sbloccate nuove abilità. Ad ogni partita, le mine vengono randomizzate, facendo apparire oggetti e tesori in luoghi diversi. Se il giocatore rimane bloccato c'è una funzione di autodistruzione, ma i giocatori possono anche acquistare delle scale nel negozio in superficie per uscire da situazioni difficili. Procedendo più in profondità nella caverna, il giocatore incontra vari nemici con diversi modelli di attacco e punti deboli. Il gioco presenta più mondi, ognuno con un ambiente completamente diverso. La morte comporta una penalità di riparazione e il giocatore si rigenera in superficie. Tutto il bottino che è stato accumulato quando il giocatore muore può essere nuovamente raccolto