Metro 2033 est un tireur de première personne avec des éléments d'horreur de survie, basé sur le livre russe du même nom de Dmitry Glukhovsky. La plupart du jeu a lieu sous terre, mais plusieurs fois Artyom devra s'aventurer dehors, dans l'hiver nucléaire perpétuel. La progression du gibier est assez linéaire, bien que des zones puissent être explorées plus en profondeur pour les articles et les munitions. Les ensembles comprennent quelques séquences sur les rails, des missions qui impliquent la défense d'un emplacement contre une assaut de monstres, et d'autres. Quelques étapes peuvent être accomplies de façon furtive.