Deus Ex: Invisible War — это продолжение классического стелс-экшена с видом от первого лица. Игра предлагает множество механик из других жанров, таких как прокачка, диалоги с выбором ответов и инвентарь из RPG.
Перед началом однопользовательской кампании, действие которой начинается через 20 лет после событий оригинала, игрок может настроить своего персонажа, выбрав его пол и внешность. Главный герой по имени Алекс Д. — мужчина европейской расы. В процессе игры персонаж может улучшать характеристики и получать новые способности благодаря установке биомодификаторов.
Игра начинается с побега группы Алекса из разрушенного террористами Чикаго и их переезда в Сиэтл. В штаб-квартире корпорации Тарсус герой начинает получать противоречивую информацию о деятельности этой организации. Благодаря нелинейному сюжету, игрок может влиять на дальнейшие события.
В игровом мире представлено множество фракций с разными интересами и мировоззрениями. ВТО (Всемирная Торговая Организация) стремится к увеличению своего влияния, Орден — религиозное объединение, а Тамплиеры выступают против биомодификаций. Каждая сторона предлагает свои квесты, и игрок может выбирать, кому помогать и устанавливать дружеские отношения, а с кем воевать.
У основной сюжетной линии есть несколько концовок, которые зависят от решений, принятых игроком во время прохождения.