Machinarium là một trò chơi phiêu lưu giải đố theo phong cách steampunk. Mục tiêu của trò chơi là giải quyết một số câu đố liên kết với nhau thành một tổng thể. Một điểm đặc biệt của trò chơi là nhân vật của người chơi chỉ có thể tương tác với một đối tượng nhất định trong tầm tay một lần. Thêm vào đó, trò chơi này không có đối thoại, vì vậy không quan trọng người chơi nói ngôn ngữ nào. Thay vì văn bản, suy nghĩ của nhân vật được hiển thị dưới dạng hình ảnh hoạt hình.
Ngoài ra, trò chơi có hệ thống gợi ý ba tầng. Một lần trong mỗi cấp độ, người chơi có thể nhận được một gợi ý, điều này sẽ trở thành một kho báu đặc biệt trong quá trình chơi. Machinarium cũng cho phép người chơi thấy kết quả của việc thu thập câu đố dưới dạng phác thảo.
Vào đầu trò chơi, người xem sẽ chiêm ngưỡng thành phố Machinarium. Nhân vật của người chơi - một robot tên là Joseph (được đặt theo tên Joseph Čapek - em trai của nhà văn Czech Karel Čapek - người đã phát minh ra từ 'robot'), người đã bị vứt bỏ. Anh ta tự phục hồi và bắt đầu cuộc hành trình qua thành phố. Trong suốt cốt truyện, anh ta phát hiện ra âm mưu của Hội Áo choàng Đen, những người đang có kế hoạch đánh bom tháp thành phố. Nhưng ngay lúc đó, anh bị bắt và giam giữ.