Celem gry jest zwycięstwo w wyścigach odbywających się na rozmaitych, kolorowych trasach (kanion, wodospady, starożytne ruiny etc.). Zawody rozgrywane są z dużą prędkością, co zmusza użytkownika do szybkiego reagowania na zakrętach, jak również do przeskakiwania nad przeszkodami poprzez balansowanie ciałem. Z kolei odpowiednio wymachując i potrząsając rękoma, można zbierać porozrzucane na trasie przedmioty (kule do kręgli, rakiety, pułapki itp.), a następnie użyć ich przeciwko oponentom, by co bardziej utalentowanych wykluczyć z rywalizacji. Gracz w Sonic Free Riders mado wyboru dwa rodzaje środków lokomocji – futurystyczne rowery oraz unoszące się nad ziemią deski snowboardowe. Oba typy pojazdów można poddawać ulepszeniom, a także zmieniać ich wygląd zewnętrzny, modyfikując części lub kolory poszczególnych elementów.