Dark Sector ist ein Action-Spiel, in dem der Spieler die Rolle von Hayden Tenno übernimmt, einem Elite-Black-Ops-Agenten, der nach Lasria, einem kleinen Land der UdSSR, geschickt wird, um ein Virus zu zerstören, das Menschen in Mutanten verwandelt, und es zu eliminieren Schöpfer, Mezner.
Als Hayden Mezner findet, wird er selbst mit dem Virus infiziert und mutiert seinen rechten Arm, was ihm wiederum bestimmte Fähigkeiten verleiht, wie sich unsichtbar zu machen, Schilde zu erstellen und vor allem die Fähigkeit, die Gleve zu verwenden, eine spezielle messerähnliche Waffe, die Hayden kann sowohl im Nah- als auch im Fernkampf verwenden.
Neben den Kräften, die ihm die Infektion verleiht, kann Hayden auch Schusswaffen wie Schrotflinten oder Pistolen verwenden, die von Feinden genommen oder auf dem Schwarzmarkt gekauft und auch modifiziert werden können.
Im Multiplayer gibt es zwei verschiedene Modi: Infection, bei dem ein Spieler die Rolle eines vollständig mutierten Hayden übernimmt und die anderen ihn als gewöhnliche Soldaten jagen, und Epidemic, bei dem zwei Teams mit jeweils eigenem Hayden versuchen, den Mutanten des anderen zu töten.
