Βασισμένο στην καλοκαιρινή ταινία του 2003 με πρωταγωνιστή τον Άρνολντ Σβαρτσενέγκερ, το Terminator 3: Rise of the Machines είναι ένα shooter πρώτου προσώπου που παρακολουθεί στενά τα γεγονότα όπως απεικονίζονται στην ταινία. Το Terminator 3 σηματοδοτεί επίσης την πρώτη φορά που η ομοιότητα και η φωνή του Schwarzenegger έχουν χρησιμοποιηθεί σε βιντεοπαιχνίδι. Στο ρόλο του αρχικού Terminator, οι παίκτες πρέπει να ξεκινήσουν μια οδύσσεια ταξιδιού στο χρόνο που θα τους μεταφέρει από την αποκαλυπτική ερημιά ενός μέλλοντος ελεγχόμενου από το SkyNet στο σημερινό Λος Άντζελες σε μια απελπισμένη προσπάθεια να σώσουν την ανθρωπότητα.Οι παίκτες θα εξερευνήσουν περισσότερες από 20 περιοχές ενώ καταδιώκουν το θανατηφόρο T-X Terminator, Μερικά από τα οποία περιλαμβάνουν εργαστήρια, στρατιωτικές βάσεις και δρόμους στο κέντρο της πόλης. Μόλις οι παίκτες συναντηθούν με τον δολοφόνο ομόλογό τους, θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν έναν συνδυασμό όπλων και επιθέσεων σώμα με σώμα για να εμποδίσουν την πρόοδο του αντιπάλου τους. Στο οπλοστάσιο των διαθέσιμων όπλων περιλαμβάνονται εκτοξευτές πυραύλων, λέιζερ, τουφέκια επίθεσης και εκτοξευτές χειροβομβίδων. Ο Εξολοθρευτής μπορεί επίσης να συντρίψει τους αντιπάλους σε τοίχους και να εκτελέσει κοψίματα με δύο χέρια ή ισχυρές κλωτσιές, μεταξύ άλλων κινήσεων, για να υποτάξει τους επιτιθέμενους. Σε μια προσπάθεια να συνδυάσει την ταινία και το παιχνίδι σε ένα ενιαίο σύνολο, το Terminator 3 διαθέτει εκτεταμένη χρήση κλιπ ταινιών για να βοηθήσει στην περαιτέρω εξέλιξη της ιστορίας. Επιπλέον, ο σκηνοθέτης της ταινίας γύρισε πέντε λεπτά αποκλειστικού υλικού που σχεδιάστηκε ειδικά για το παιχνίδι. Αυτές οι νέες σκηνές, γυρισμένες με τον Άρνολντ Σβαρτσενέγκερ, έχουν σχεδιαστεί για να αποκαλύψουν περισσότερα για την προέλευση του Εξολοθρευτή και τη μυθολογία του. Το Rise of the Machines επιτρέπει επίσης στους παίκτες να βιώσουν το ρόλο του Terminator πριν σταλεί για να σώσει τον John Connor, πολεμώντας στο πλευρό του SkyNet για να πολεμήσει μια ετερόκλητη ομάδα μαχητών της ελευθερίας στο μακρινό μέλλον.