合金彈頭3是一款橫板射擊過關游戲，游戲方式仍然繼承自之前的合金彈頭系列作品，但首次出現了分支路線的設定：除去最后一關，前四關均可以有多種不同路線可供選擇，每條路線的場景和敵人均不同，但最后面對的BOSS是一樣的。游戲共有五關，但最后一關路線特別長，因此總體流程長度依然和之前幾代相差無幾。