World of Goo possède une atmosphère unique, propre à sa thématique graphique et musicale. Peuplé d'êtres en forme de boule nommés Goo, le jeu est construit autour de cinq chapitres et de plusieurs niveaux. Il y a aussi les bonus mini-jeu appelé World of Goo Corporation, dont l'objectif est de construire la plus haute tour en utilisant des Goos. Les joueurs du monde entier peuvent rentrer en compétition concernant la hauteur de leurs constructions et le nombre de Goos récoltés. Ces informations sont constamment envoyés sur le serveur 2D Boya afin d'établir un classement.
Le principal objectif du jeu est d'obtenir le nombre de Goo nécessaire pour terminer le niveau. Pour ce faire, le joueur doit utiliser divers possibilités de constructions comme des ponts, tours et autres structures, tout en surmontant les difficultés liées à la gravité et au terrain, comme les gouffres, collines, falaises, etc.