Rozgrywka w Beyond the Sun toczy się na dwóch planszach, technologii oraz kosmosu. W grze punktujemy prawie za wszystko, jednak dwa najważniejsze źródła to odkrywanie technologii oraz kolonizacja planet.
Główna z nich, czyli plansza technologii pozwala graczom na rozbudowę drzewka technologicznego poprzez odkrywanie kolejnych kart technologii. Karty te zapewniają jednorazowe bonusy, zdolności pasywne oraz nowe pola akcji. Raz odkryta technologia nie może już zostać wymieniona. Gracze mogą dążyć do badania nowych technologii jako pierwsi lub podążać za innymi, ucząc się tych odkrytych wcześniej przez innych. Jeżeli jesteś graczem, który jako pierwszy dociera do nowej karty i ją odkrywa, masz możliwość wyboru jednej z dwóch technologii dobranych z talii oraz rozpatrujesz kartę wydarzenia. Jeżeli decydujesz się jednak na zbadanie technologii widocznej już na planszy, masz z kolei większą możliwość zaplanowania swojej ścieżki rozwoju.
Druga plansza, czyli plansza kosmosu, przedstawia układ różnych planet, które będziemy mogli kontrolować, po to, by finalnie je kolonizować. Na planszy gracze umieszczają swoje statki bojowe oraz znaczniki kontroli planet. Niektóre z akcji dostępnych na planszy technologii, pozwalają na ruch umieszczonych tutaj statków oraz zajmowanie planet.
Gra w Beyond the Sun przebiega w systemie turowym, gdzie każda składa się z dwóch zasadniczych części – umieszczenie pionka i tym samym wykonanie akcji oraz fazy produkcji. Akcje podczas tury są proste: przesuń pionek na dostępne pola akcji, zapłać koszt zasobów, wykonaj akcję, przenieś odpowiednie dyski zasobów na pole lub tor automatyzacji na planszy gracza i ewentualnie zbadaj przestrzeń. Następnie gracze przeprowadzają fazę produkcji, gdzie decydują czy chcą zwiększyć populację, wydobyć rudę czy dokonać wymian surowców.
Na planszetkach graczy umieszczone są w 5 kolumnach kostki reprezentujące możliwe do zdobycia zasoby. Kostki możemy pobierać tylko z tych kolumn, do których mamy dostęp. Aby odblokować dalsze kolumny, musimy automatyzować nasz przyrost populacji.
Kostki mogą posłużyć jako znacznik zasobu populacji, statek lub naukowiec, którym zaznaczymy, że dana karta technologii została przez nas odkryta. Im więcej statków posiadamy na planszy kosmosu oraz im więcej technologii mamy odkrytych, tym zmniejszamy liczbę kostek dostępnych w obiegu i tym samym możemy potencjalnie ograniczyć swoje przyszłe ruchy.
W grze występują karty osiągnięć, każda z ograniczoną liczbą miejsc, na których gracze mogą odkładać swoje znaczniki, gdy tylko spełnią dany cel. Gra dobiega końca, gdy umieszczona zostanie zsumowana, określona liczba znaczników wszystkich graczy, w zależności ilu z nich bierze udział w rozgrywce. Gracze kończą obecną rundę, a następnie rozgrywają jeszcze jedną dodatkową, po czym gra się kończy.
