Fantastic Voyage es un shooter de desplazamiento lateral basado en la película de 1966 del mismo nombre. El científico Jan Benes está a punto de morir debido a un coágulo de sangre en su cerebro. Un submarino, controlado por el jugador, se encoge y tiene que llegar al cerebro a través de tres niveles. Los enemigos, que bajan la barra de energía al ser tocados, son los sistemas de defensa humanos, como las células de los anticuerpos.
Además de disparar a los enemigos, también hay varios pasajes en los que el jugador necesita guiar el submarino a través de pasillos estrechos sin tocar el entorno. En el camino, el jugador necesita recoger nueve placas de circuito necesarias para destruir el cotarro de sangre; éstas pueden estar escondidas en callejones sin salida o caminos alternativos. Esto significa que el jugador puede avanzar y retroceder para probar otras rutas en las bifurcaciones. Es importante recoger botes de oxígeno y combustible para mantener el submarino en funcionamiento. La energía del escudo se puede rellenar matando a tres enemigos sin fallar un disparo.
