De actie van het spel vindt plaats in een alternatieve post-nucleaire wereld in een niet-named deel van de voormalige USSR (vermoedelijk in het Europese deel). In het universum van het spel brak in 1986 een nucleaire oorlog uit tussen de USSR en de VS. De speler bestuurt een gewone lid van de geheime organisatie ATOM, die de nucleaire oorlog heeft overleefd en heimelijk de omliggende wereld observeert. In 2005 stuurde de leiding van ATOM de speler op zoek naar de expeditie van generaal Morozov, die op zoek was naar waardevolle technologieën, maar het contact ermee was verbroken. Op de algemene kaart kan de speler vrij bewegen tussen de locaties van het spel, waarvan de grootste de stad Krasnoznamenny is, wiens leiding probeert de pre-oorlogse Sovjetrealiteit te reconstrueren, en het dorp van handelaren Pergeon. Op de algemene kaart kan de speler mutante dieren, handelscaravanen, groepen stalkers, bandieten, slavenhandelaars, aanhangers van 'destructieve sektes' tegenkomen, evenals willekeurige locaties bezoeken.
Het personagesysteem is het dichtst bij het SPECIAL-systeem (Fallout). De belangrijkste parameters worden ingesteld bij het maken van het personage, en beperkte mogelijkheden voor enige verhoging ervan verschijnen pas in latere fasen van het spel. Voor elk niveau worden vaardigheidspunten toegekend, waarmee het gebruiksniveau van verschillende soorten wapens, technologieën en sociale vaardigheden kan worden verhoogd, en speciale punten die kunnen worden besteed aan speciale vaardigheden.