Metro Exodus является шутером от первого лица с элементами survival horror и стелс-экшен. Действия проходят на постапокалиптических пустошах территории Российской Федерации и в Республике Казахстан, где игрок должен справляться с новыми опасностями мира и участвовать в борьбе против мутировавших существ, а также враждебно настроенных людей. Игрок владеет арсеналом огнестрельного и метательного оружия, которое может быть улучшено (из модификаций можно настроить все части оружия, начиная от ресивера и заканчивая стволом). В игре представлена смесь линейных уровней и открытых локаций, доступных для исследования игроком. Также присутствует динамическая система погоды, цикл дня и ночи и смена сезонов времён года по мере продвижения истории.
Действие Metro Exodus происходит в 2035—2036 годах на постапокалиптической Земле, которая была разрушена в результате ядерной войны более 20 лет назад, в 2013 году. Игра продолжает историю хорошей концовки Metro: Last Light, которая принята за канон. Главный герой — Арт