Die Serie fokussiert sich hauptsächlich auf Vocaloids, eine Reihe von Voice-Synthesizern entwickelt von Yamaha Corporation und Crypton Future Media, und die Songs, in welchen diese verwendet werden. Am Bekanntesten ist die virtuelle Pop-Diva Hatsune Miku.[1]
In Project DIVA kann der Spieler aus einer Vielzahl von Vocaloid-Songs wählen, darunter Lieder gesungen von Hatsune Miku, Kagamine Rin und Len, Megurine Luka, KAITO und MEIKO. Außerdem kann der Spieler wählen, mit welchen Charakteren er spielen möchte. Bei diesen sogenannten Modulen kann es sich um unterschiedliche Charaktere oder um verschiedene Kostüme für dieselben Charaktere handeln. Diese Module werden zwar nicht direkt vom Spieler gesteuert, wie es in anderen Spielen der Fall ist, sind aber diejenigen, die in den Musikvideos des Spiels zu sehen sind.[2]
Wählt der Spieler beispielsweise Kagamine Rin als erste Figur und Hatsune Miku als zweite Figur, erscheint bei Solosongs nur Kagamine Rin im Video, bei Duetten jedoch sowohl Hatsune Miku als auch Kagamine Rin.[3]
Jeder Song hat einen Schwierigkeitsgrad, der von Leicht über Normal und Schwer bis hin zu Extrem und Extra-Extrem für einige Songs in neueren Spielen reicht. Zu Beginn sind sowohl der leichte als auch der normale Schwierigkeitsgrad freigeschaltet. Der Spielprozess liegt darin, Lieder abzuschließen, um neue freizuschalten.[4]
Das Spielprinzip ist ähnlich zu dem anderer Rhythmusspiele. Der Spieler muss eine Reihe von Tasten entsprechend der auf dem Bildschirm angezeigten Symbole drücken. Das Spiel verwendet die 4 Symbole Kreuz, Kreis, Quadrat und Dreieck, welche den Tasten der PlayStation-Controller entsprechen. Dabei wird das Timing de Spielers bewertet. Die Genauigkeit wird mit einem Wort in der unteren rechten Ecke des Bildschirms beschrieben.[5][6]
Am Ende eines Songs wird die insgesamte Genauigkeit bewertet und der Spieler erhält einen Rang von „Perfekt“ bis „Dropout“.[7]