Inversion - це шутер від третьої особи, дія якої відбувається у недалекому майбутньому у вигаданому місті Авангард. Гравці керують поліцейським Девісом Расселом, коли в місто вторгається невідомий ворог на ім'я Лутадор і викрадає доньку Лейлу. Гра починається в кінці історії, коли його захоплюють і збираються страчувати, а попередні події потім розігруються як окремі епізоди у флешбеку, що ведуть до фінального моменту. Гра починається на початку вторгнення, коли Рассел патрулює місто і надходять повідомлення про перші спостереження.
Більшість гри проходить як класичний шутер від третьої особи з різною зброєю, пересуванням у укриттях та різними командами союзників, керованих штучним інтелектом, які надають допомогу, але не можуть керуватися безпосередньо. Відмінною рисою гри є маніпуляція гравітацією. Лутадори освоїли цю технологію, і на самому початку гри Рассел також отримує доступ до неї. Пристрій гравінк носиться як рюкзак і дозволяє йому маніпулювати гравітацією у своїх інтересах. Воно використовується для підняття перешкод, предметів та противників, а також для захоплення предметів та метання їх у противника. Технологія також може бути використана для підняття супротивників з прихованого положення. Пізніше у грі грависвязь стає сильнішим, і його можна використовувати, щоб притиснути ворогів до землі або підняти предмети, щоб побудувати імпровізовану позицію для укриття. Маніпуляції з об'єктами не зовсім вільні, тому що вони застосовуються тільки до деяких предметів, і не все оточення може бути перетворено.
Ті ж обмеження діють і за зміни гравітації всього оточення. У певних точках Лутадор змінює гравітацію, повертаючи її на 90 градусів. Так Рассел раптово бореться з боку будівлі, повз яку він щойно проходив. В інших точках гравітацію також можна повернути на 180 градусів. Він також стикається із зонами невагомості, де він може парити, отримуючи поштовх для руху вперед. Оскільки багато інших об'єктів також ширяють у повітрі, для переміщення між частинами оточення та стрільби по противниках з повітря можна використовувати ту ж тактику, засновану на прикритті, із сальто назад та прискореннями.
Розрахована на багато користувачів гра включає в себе кооперативний режим для чотирьох гравців під назвою Survival. Він є окремою кампанією з набором карт, де гравцям необхідно діяти спільно проти керованих комп'ютером супротивників і просуватися вперед з обмеженням часу. Час продовжується шляхом завершення подій перед тим, як воно закінчиться. Змагальний розрахований на багато користувачів режим гри - "Пісочний годинник", де необхідно захоплювати і утримувати цілі, щоб переважити лічильник на користь вашої команди. У певні моменти гри гравітація перевертається на 180 градусів, і гра продовжується на стелі. Поруч із Death Match є Gravity Slaughter, який схожий, але більше очок можна заробити, перемагаючи гравців за допомогою гравітаційного зв'язку, кидаючи у них предмети або використовуючи фінішери. Останній режим – King of Gravity. Це режим "Король пагорба" з одним гравілінком на гру. Гравець, який володіє ним, стає дуже сильним і інші гравці повинні працювати разом, щоб убити його. Як тільки інший гравець підбирає її, він стає новою метою і повинен утримувати її якнайдовше.