Fabuła gry nawiązuje głównie do poszukiwań artefaktów związanych z mitycznym nordyckim bogiem Thorem. Lara Croft ląduje min. w południowym Meksyku, gdzie celem jej zainteresowań jest świat Podziemi – Xibalba. Zwiedza także starożytne ruiny tajlandzkiej świątyni, nurkuje w Morzu Śródziemnym i Morzu Arktycznym. We wszystkich tych miejscach odwiedzimy lokacje związane z mitologicznymi krainami zmarłych - Xibalbą, Valhallą czy Niflheimem. Underworld stanowi bezpośrednią kontynuację Legendy, A Lara nie ustępuje w poszukiwaniach mitycznego Avalonu, w którym ma nadzieję odnaleźć matkę.

Rozgrywka to połączenie skakania, biegania, przesuwania dźwigni, rozwiązywania zagadek oraz walczenia. Do dyspozycji dostajemy też bardzo pomocny przy eksploracji hak przywiązany do liny oraz nowe triki. Między innymi możemy wspinać się po kolumnach, docierając do trudnodostępnych, wysoko położonych miejsc. Ponadto wygimnastykowana bohaterka potrafi wdrapywać się na te ściany, które posiadają jakiekolwiek wyżłobienia. Co więcej Lara, jednocześnie trzymając się jedną ręką krawędzi lub przylegając do kolumny, potrafi strzelać do ruchomych celów. Łącznie seksowna pani archeolog wykonuje blisko tysiąc różnorodnie animowanych ruchów. Lara posiada też motor do poruszania się pomiędzy odległymi od siebie lokacjami. Dla przykładu ustawiwszy elementy układanki w określonej kombinacji sprawimy, że w oddali otworzą się sekretne drzwi. Starając się dobiec na miejsce, Lara z pewnością nie zdąży. W takich chwilach warto wskoczyć na pojazd, dzięki któremu pokonujemy dystans o wiele szybciej.

Gra oferuje częściowo nieliniową rozgrywkę. W momencie gdy natkniemy się w dżungli na kłusownika czyhającego na zwierzynę, możemy wybrać jedną z dwóch opcji. Pierwszą jest wycofanie się i przyczajenie niedaleko, aby zaobserwować przebieg ich walki. Po pojedynku możemy wyskoczyć z ukrycia i dobić przeciwnika. Drugim wyjściem jest otwarty atak na obydwu wrogów. Oponenci, którzy nas zauważą, tak samo jak my kierują się instynktem przetrwania. Mogą zastawiać na nas pułapki, zachodzić od tyłu itd. Na szczęście Lara nie jest bezbronna. Podczas walki jej podstawowym arsenałem są pięści oraz kopniaki. Nieocenione okazują się również pistolety i granaty. Co więcej, możemy używać otoczenia jako broni, na przykład łapiąc wbitą w ziemię tyczkę i rzucając nią w przeciwników. Ważną nowością jest też system równoczesnego strzelania do dwóch różnych celów. Używając broni palnej, bohaterka nie musi już skupiać się na jednym celu, co czyni rozgrywkę bardziej dynamiczną. Naszymi przeciwnikami w głównej mierze będą dzikie zwierzęta. Walki z ludźmi zaliczają się natomiast do rzadkości.