Игровой процесс претерпел весьма существенные изменения по сравнению с Dead Space 2. Игроку стали доступны приседания, появилась возможность прятаться за укрытиями. Теперь игрокам противостоят не только орды некроморфов, но и фанатичные солдаты церкви Юнитологии. В связи с этим возможны бои на три стороны. Состав врагов обновился, однако количество разновидностей увеличилось незначительно, в сравнении со второй частью, и почти у всех некроморфов был переработан внешний вид.
Функциональные особенности верстака были серьёзно изменены – добавлена система создания оружия, боеприпасов и амуниции. Теперь в останках поверженных неприятелей вместо денег попадаются ресурсы, из которых на верстаке можно создавать оружие, аптечки, патроны и прочее. Само оружие можно создавать не только по чертежам, но и самостоятельно экспериментировать с различными вариациями. Получать ресурсы также поможет специальный поисковой бот. Совершенствование оружия происходит с помощью т. н. модификаторов (не с помощью силовых узлов, как в прошлых играх серии), найденных в процессе игры или созданных на верстаке. Модификация ИКСа (индивидуального комплекта самообеспечения), кинезис-модуля и стазис-модуля теперь происходит в гардеробе – значительно изменённом аналоге магазина из предыдущих частей. Помимо этого в гардеробе можно выбрать костюм для своего героя.
подробнеесвернуть