Cave Story + представляет собой классический двухмерный нелинейный платформер и похожа по игровому процессу на такие игры как Metroid (Nintendo) и Castlevania (Konami). Значительную часть игрового процесса занимает стрельба и прыжки по платформам, но также большое внимание уделяется квестовому элементу: выполнению различных заданий, сбору компонентов, необходимых для продвижения в игре и т. д.

Проект завоевал огромную популярность среди игроков и позже был портирован на многие платформы, включая Nintendo Switch.