Cocoon propose une approche innovante du genre puzzle-adventure. Le joueur interagit avec des mondes contenus dans des orbes qu'il peut transporter, manipuler et réorganiser pour résoudre des énigmes complexes. Cette mécanique de base permet de combiner les propriétés de différents environnements pour progresser.
L'exploration se déroule dans des biomes variés, allant de structures industrielles à d'immenses cavernes organiques. Ces environnements abritent des dispositifs biomécaniques laissés par une ancienne civilisation extraterrestre. Chaque orbe débloqué offre une capacité spécifique, transformant l'objet en un outil utile pour découvrir des chemins cachés ou déclencher des mécanismes.
La progression est ponctuée de combats contre des gardiens monstrueux qui protègent chaque monde. Ces affrontements exigent de maîtriser de nouvelles mécaniques satisfaisantes. L'édition physique comprend cinq cartes Orbes, permettant de conserver ces éléments de gameplay tangibles.