Half-Life 2 is een first-person shooter met een unieke virtuele wereld. Je bent Gordon Freeman en vecht tegen aliens die je per ongeluk hebt bevrijd. Je acties beïnvloeden de omgeving en personages, zowel vrienden als vijanden.
De game engine laat personages emoties tonen op basis van je acties. De fysica in de wereld is natuurgetrouw: massa, wrijving en drijfvermogen werken realistisch. Schieten op een houten constructie laat het geluid en de schade natuurlijk klinken en zien.
Schaduwen zijn realistisch weergegeven en de AI van de personages past zich aan de situatie aan. Ze kunnen je bedreigen, volgen, dekking geven of je adviseren. Ze passen ook hun wapens en gevechtstechnieken aan aan de vijand.