Dans Monument Valley, le joueur mène la princesse Ida à travers des labyrinthes d'illusions d'optique et d'objets impossibles, appelés « géométrie sacrée » dans le jeu, alors qu'elle voyage pour se faire pardonner quelque chose. Le jeu est présenté en vue isométrique et le joueur interagit avec l'environnement pour trouver des passages cachés au fur et à mesure qu'Ida progresse vers la sortie de la carte. Chacun des dix niveaux possède un mécanisme central différent. Les interactions incluent le déplacement de plateformes et d'animaux piliers, ainsi que la création de ponts. Le joueur est guidé indirectement dans le jeu par des éléments de conception tels que la couleur, et directement par les corbeaux, qui bloquent le chemin d'Ida. Les critiques ont comparé le style visuel du jeu à un dessin dynamique de M. C. Escher et à Echochrome. Le jeu inclut un mode caméra dans lequel le joueur peut parcourir les niveaux pour composer des captures d'écran. Il inclut des filtres à la Instagram.