Действие происходит в недалеком будущем, Япония создает Информационные силы самообороны (I-SDF). Создание этих сил рассматривается как нарушение международного права и конституции Японии, и это вызывает рост напряженности в отношениях между Японией, Китаем и Северной Кореей. Со временем Северная Корея и Китай устанавливают блокаду морских перевозок вокруг Японии, и Япония обращается за помощью к США, ссылаясь на девятую статью послевоенной конституции. На протяжении всего этого времени Япония обнаруживает все больше информации о том, что печально известный День черного золота был вызван преднамеренными атаками информационной войны. В то время как США готовятся к запуску корабля USS Clarence E. Walsh, Третий Эшелон отправляет знаменитого Сэма Фишера на задание, которое, казалось бы, не связано с инцидентом, но которое в итоге может оказаться самым важным.
В Splinter Cell: Chaos Theory игроки в третий раз берут на себя роль оперативника Сэма Фишера. На этот раз у Фишера есть несколько новых приемов, а также новое оружие, которое всегда под рукой - боевой нож. Используя нож, Сэм может либо убить своих врагов, либо просто вырубить их. В конце каждой миссии игроку дается обзор того, как он справился с заданием. Чем больше людей игрок спас, тем выше оценка успеха.
Однопользовательская игра является более открытой, чем две предыдущие игры Splinter Cell. Хотя игроки все еще вынуждены проходить некоторые области по "туннелю", не имея выбора, куда идти, есть много случаев, когда они могут решить, как им лучше добраться до места. Например, в пещерах можно либо убить двух врагов и перейти через мост, либо оставить их в покое, пробраться по боковой тропинке и в конце забраться по лестнице, минуя бой, но оказавшись в том же месте.
На протяжении игры можно посетить множество различных локаций, таких как маяк, японский чайный домик, Сеул, Нью-Йорк во время отключения электричества на Восточном побережье и другие экзотические места.