Jako pilot futurystycznego myśliwca, gracz ma za zadanie ochronić planetę przed naporem przeciwników oraz latających po orbicie odłamków skalnych. Może to zrobić za pomocą trzech rodzajów broni, które w trakcie rozgrywki może ulepszać.
Gra podzielona jest na pięć poziomów, a każdy z nich składa się z pięciu etapów, a na końcu ostatniego czeka zwykle boss. Rozgrywka jest niezwykle intensywna i szybka, a jednocześnie wymagająca. Do wyboru są dwa poziomy trudności.
Autorzy udostępnili tryb kooperacji, dzięki czemu można grać razem ze znajomym. Można też rywalizować z ludźmi z całego świata, dzięki bardzo rozbudowanemu rankingowi.
Od kwietnia 2008 dostępny jest dodatek (Solo Pack), który można nabyć w cenie 14 zł. Wprowadza on kilka istotnych zmian, m. in. nowe tryby rozgrywki (Endless, Survival, Bomber) oraz możliwość słuchania muzyki z dysku podczas gry.
Jako ciekawostkę należy wiedzieć, że Super Stardust HD był pierwszą grą na Playstation 3 wspierającą trofea.