Dunia Mega Man Zero: Dari Peringkat hingga Cyber-elf - Mega Man Zero mengikuti gameplay dari pendahulunya dengan menempatkan pemain di peran Zero, yang harus melewati rintangan sulit dan melawan Mavericks. Berbeda dengan game sebelumnya, Zero tidak memperoleh sistem senjata baru setelah mengalahkan setiap bos. Sebagai gantinya, pemain dapat memperoleh Chip Elemen seperti Api, Es, dan Petir, yang diaktifkan saat serangan penuh Zero. Di awal permainan, Zero dilengkapi dengan Buster Shot dan Z-Saber, senjata utama yang digunakan untuk pertempuran jarak dekat. Pemain juga dapat memperoleh senjata baru, seperti Shield Boomerang dan Triple Rod, yang dapat ditingkatkan melalui pertempuran.
Permainan memperkenalkan sistem Rank yang ditampilkan di layar hasil setelah misi. Pemain memulai dari Rank F dan dapat meningkat hingga S, tergantung pada kinerja selama misi, seperti waktu yang dihabiskan, akurasi, dan jumlah musuh yang dikalahkan. Jika bertarung melawan bos pada Rank A atau S, Zero dapat menggunakan serangan khusus (EX Skill) yang meningkatkan dinamika pertarungan.
Berbeda dari game Mega Man tradisional, Mega Man Zero memiliki struktur misi yang lebih berbasis pada tujuan, di mana pemain sering kali harus menyelesaikan tujuan tambahan setelah mengalahkan bos. Tujuan ini bisa termasuk melarikan diri dari area yang runtuh atau menyelamatkan sekutu yang terjebak. Pemain memiliki opsi untuk melarikan diri dari misi menggunakan Escape Unit, tetapi ini akan dianggap sebagai kegagalan dan mempengaruhi skor misi.
Game ini juga memperkenalkan konsep Cyber-elf, entitas kecil mirip roh yang dapat meningkatkan kemampuan Zero, mengubah terrain, dan memengaruhi musuh. Setelah digunakan, Cyber-elf tidak bisa dipakai lagi, dan penggunaannya akan mengurangi skor dan peringkat keseluruhan pemain. Setelah menyelesaikan permainan, pemain dapat memulai New Game Plus dengan memuat file simpan yang telah selesai, membawa efek Cyber-elf yang telah diaktifkan sebelumnya.
Setelah memenuhi kriteria tertentu, tiga mode tambahan dapat dibuka: Hard Mode, Jackson Mode, dan Ultimate Mode. Hard Mode diaktifkan setelah menyelesaikan permainan sekali, meningkatkan kesulitan dengan pengurangan HP Zero. Jackson Mode memerlukan pencapaian peringkat A atau lebih baik dalam Hard Mode. Sementara Ultimate Mode memberikan Zero semua efek Cyber-elf yang permanen tanpa penalti, dengan semua senjata dalam kekuatan penuh. Mode-mode ini menambah kedalaman dan replayability bagi para pemain.