Titanfall — сетевой шутер от первого лица, действия которого разворачиваются в будущем. Игрок выступает в качестве пилота — обычного бойца с реактивным ранцем и возможностью вызвать Титана. Реактивный ранец позволяет игрокам совершать затяжные прыжки, бежать вдоль стены и забираться на высокие сооружения. Титаны в игре представлены в виде огромных человекоподобных роботов с хорошей броней и мощным оружием. Всего их три: легкий, средний и тяжелый.
Одиночная кампания в Titanfall отсутствует полностью. Все сражения происходят на картах закрытого типа между 12 игроками, по 6 в каждой команде. Все сражения игроки начинают как обычные пилоты, но через определенное время получают возможность вызвать своего Титана. Чем больше врагов убивает игрок, тем быстрее у него появляется возможность вызова робота. После вызова робота садиться в него совсем не обязательно — можно приказать ему действовать самостоятельно. За убийство роботом врагом, который находится под управлением искусственного интеллекта, игроку начисляют дополнительные была.
В Titanfall игрок может прокачивать не только своего пилота, но и Титана.