本作はバンプレストが開発し、ステージはコンパクトにまとめられており、大量の弾幕と敵ユニットで埋め尽くされています。プレイヤーはビーム・ライフルによる遠距離射撃だけでなく、ビーム・サーベルを用いた近接戦闘も可能です。ゲーム中では様々な強化アイテムを収集し、火力やスピードを向上させることができます。アーケード作品であるため、ゲームのテンポは非常に速く、プレイヤーの位置取りや反応速度が試されます。
『SDガンダム サイコ・バトル』では、常に移動し続けることが生存の第一法則です。敵は四方八方から出現するため、同じ場所に長時間とどまるのは避けましょう。追尾ミサイルを発射してくる敵機を優先的に破壊しましょう。大型母艦やボスに対しては、建造物を盾として利用し、「顔を出して撃ち、すぐに隠れる」というヒット&アウェイ戦法が有効です。強化チップを拾うと、ビーム・ライフルが拡散したり、貫通力が増加したりします。この機にフィールド上のザコ敵を一掃しましょう。ボス戦では、ボスの発光する予備動作に注意してください。それは広範囲攻撃の前兆です。機体のダッシュ機能を利用して回避しましょう。