Catherine – это приключенческий экшен с элементами головоломки, где игроку предстоит взять на себя роль Винсента, оказавшегося в любовном треугольнике. Разрываясь между долгосрочными отношениями с Катериной и внезапной страстью к соблазнительной Катрине, Винсент сталкивается с кошмарами, отражающими его внутренние терзания. Игровой процесс состоит из двух основных частей. Днем Винсент общается с друзьями и близкими, принимая решения, влияющие на ход сюжета и концовку. Ночью он попадает в кошмарный мир, где должен карабкаться по сложным башням-головоломкам, чтобы выжить. Успех в решении головоломок напрямую влияет на судьбу Винсента и его отношения с обеими девушками. Каждое принятое решение, каждый диалог и каждая решенная головоломка приближают игрока к одной из множества возможных концовок.