Rozgrywka Uncharted: Złota Otchłań to przygodowa gra akcji przedstawiona z perspektywy trzeciej osoby, w której gracz wciela się w postać podróżnika Nathana Drake’a. Bohater walczy za pomocą broni palnej, granatów bądź gołych pięści. Protagonista jest w stanie nosić jednocześnie jeden egzemplarz broni długiej i jeden krótkiej, zarazem trzymając w kieszeni do czterech granatów. W grze występuje system osłon – odpowiednio płaskie kamienie, ściany lub skrzynie mogą służyć za osłony (część z nich może ulec destrukcji po ostrzale lub wybuchu granatu). Z tej pozycji bohater może strzelać na oślep, tylko lekko się wychylając. Gra korzysta z samoregenerującego się paska zdrowia – wraz z kolejnymi ranami ekran coraz bardziej blaknie, a po kilkunastu sekundach spokoju wraca do normy. W grze występuje interakcja z przedmiotami, główny bohater może otworzyć drzwi, przesunąć przeszkodę, pociągnąć dźwignię lub uruchomić inny mechanizm. Ponadto występuje też wiele elementów zręcznościowych, polegających na wspinaniu się, skakaniu, połączonych np. z ucieczką przed przeciwnikami. Ostatnim aspektem rozgrywki jest rozwiązywanie zagadek np. układnie puzzli, przestawianie posągów lub obrysowywanie węglem kształtów na znalezionych przedmiotach.