Monster Lab speelt zich af in Uncanny Valley, waar de slechte Baron Mharti heerst. Jij bent een wetenschapper in opleiding die experimenten moet uitvoeren om een monster te creëren. Er zijn meer dan 100 miljoen verschillende combinaties mogelijk.
Met je eigen monster kun je het land verkennen, ingrediënten verzamelen en tegen andere monsters vechten. Je kunt ook opdrachten uitvoeren en minigames spelen. Het doel is om een leger van monsters op te bouwen en alle gebieden te veroveren om Baron Mharti te verslaan.
In de multiplayer-modus kun je tegen de monsters van vrienden vechten en monsters met elkaar ruilen.