Sonic the Hedgehog é um jogo de ação em plataforma 3D, que traz sua jogabilidade dividida em duas partes: as fases de exploração da cidade, nas quais deve-se conversar com outros personagens não jogáveis, comprar habilidades e golpes e cumprir pequenas missões; e as fases de ação e aventura, que são mais próximos aos jogos originais da série, com o personagem coletando anéis e enfrentando inimigos em cenários 3D. Comemorando o 15º aniversário da franquia, Sonic the Hedgehog estréia no PlayStation 3 e Xbox 360 como um jogo longo, no qual o protagonista deve salvar a Princesa Elise e recuperar as Chamas do Desastre (Flames of Disaster) e as Esmeraldas do Caos (Chaos Emeralds), as mesmas que perpassam outros títulos da série, Além do Sonic, que é a grande estrela, controla-se também o Shadow e o Silver, em momentos distintos do jogo. Cada personagem apresenta jogabilidade e habilidades diferentes, como o Sonic, que anda bastante rápido, o Shadow, que dirige veículos armados, e o Silver, que veio do futuro e tem poderes psicocinéticos, os quais lhe dão a habilidade levantar objetos e jogá-los nos inimigos, além de levitar.