Nicktoons: Атака іграшкових роботів - це гра для платформи з бічною прокруткою. У ній беруть участь популярні персонажі з кількох франшиз мультфільмів, такі як Губка Боб Квадратні Штани, Тіммі Тернер, Джиммі Нейтрон, Джір, Рен і Так. Професор Каламітус підживлює свою армію, годуючи фей крабовими котлетами. Це змушує їх виділяти газ, який, змішуючись з енергією привидів, може заправляти роботів. Коли Патрік Стар і Губка Боб Квадратні Штани доставляють велику кількість крабових котлет в один будинок, їх всіх засмоктує і випадково забирає з собою Патріка. Після вибору персонажа гравці проходять нутрощі фабрики іграшок професора Каламітуса, щоб боротися зі злими роботами-копіями самих себе.
Основним ігровим елементом гри Нікнейми: Атака іграшкових роботів" є стиль платформера, який включає в себе такі дії, як стрибки через прірви, балансування на рухомій місцевості та збір синіх енергетичних кубиків, які можна використовувати як валюту для розблокування інших персонажів мультфільмів. Крім того, гра в режимі бічної прокрутки розбита на бонусні рівні, які дозволяють гравцеві взяти під контроль костюм меча, що використовується для знищення фабрики професора. Існує також можливість для другого гравця приєднатися в будь-який момент для спільної гри.
У грі представлені рівні, створені в різних всесвітах, заснованих на франшизах про різних персонажів. Для кожного рівня і всесвіту доступний свій набір персонажів.