W trakcie zabawy wcielamy się w bohaterów popularnych kreskówek. Konkretnie są to postaci znane z seriali animowanych emitowanych przez stację Nickelodeon. W omawianej grze możemy przejąć kontrolę nad jedną z jedenastu grywalnych postaci. Są to między innymi SpongeBob, Jimmy Neutron, Dany Phantom, czy Timmy Turner. Naszym głównym zadaniem staje się powtórne pokrzyżowanie planów pewnego szaleńca. Mowa tu oczywiście o profesorze Calamitousie, któremu tym razem udało się stworzyć armię robotów wzorowanych na bohaterach Nicktoons. Armię musimy więc zlikwidować, a laboratorium doktora zniszczyć.

Jedna z najciekawszych nowości związanych z Attack of the Toybots bezpośrednio dotyczy sterowanych przez nas postaci. Każdy z wybieranych bohaterów jest bowiem wyposażany w specjalny kostium, dzięki któremu możemy używać upgrade’owalnych broni czy lepiej radzić sobie z oddziałami szalonego profesora. Inna ciekawostka dotyczy dodania specjalnych stref, dzięki którym każda ze sterowanych przez nas postaci może się w jakiś sposób wykazać. Przykładowo, bawiąc się jako Danny przekształcamy się co jakiś czas w ducha. W ten sposób pozyskujemy zdolność lotu, a wrogów atakujemy pociskami czerpiącymi swą moc z ektoplazmy. Grając postacią znanego z innych gier Tak’a możemy z kolei wykorzystać moce Juju, zapewniając sobie tym samym skoki na większe odległości czy nowe opcje wspinaczki.

Do pokonania w sumie mamy pięć różnych światów. Mowa tu między innymi o fabryce, dzięki której profesor jest w stanie wytwarzać swoje roboty, czy wreszcie jego kryjówce. Za każdym razem nie tylko staramy się pokonać podległe mu jednostki, ale także odnaleźć drogę do wyjścia. Przez cały czas bawimy się w pojedynkę. Jedynie wybrane bonusowe etapy zapewniają możliwość zaproszenia do zabawy drugiej osoby.