"Cave Story" do dwuwymiarowa zręcznościówka, przypominająca gry z serii "Metroid" i "Castlevania". Głównym bohaterem jest robot Quote, który budzi się z amnezją we wnętrzu latającej wyspy. Odnajduję tam wioskę Mimigas - królikopodobnych, stworków, nękanych przez złego Doktora. Quote postanawia im pomóc. 

Wraz z rozwojem gry eksplorujemy nowe poziomy, poznajemy różnych bohaterów, od których możemy uzyskać wskazówki na temat fabuły i zdobywamy bronie. Oprócz zwykłych przeciwników, przyjdzie nam zmierzyć się z Bossami, do których pokonania będziemy musieli się wykazać nie tylko siłą, ale także i sprytem.