El videojuego requiere que el jugador recorra el mundo para descubrir toda clase de Pokémon, cuyas distintas especies aparecen dependiendo de la zona visitada. Las calles del mundo real aparecen representadas en Pokémon GO en forma de mapa, que muestra el lugar donde se encuentra el jugador. Además, los mapas de Pokémon GO integran diferentes Pokéstops o Poképaradas que permiten conocer museos, instalaciones artísticas, monumentos y lugares históricos, entre otros.

Utiliza la realidad aumentada y de acuerdo con el concepto original, los entrenadores podrán capturar Pokémon hasta completar una colección. Otro objetivo es adiestrarlos para que ganen batallas frente a otros. Haciendo uso del GPS del teléfono, la app le avisará con una vibración y una luz intermitente cuando el usuario se encuentre cerca de un Pokémon.

Cuando la persona o entrenador Pokémon enciende la cámara de su teléfono, se puede encontrar con una imagen de un Pokémon, superpuesta sobre la escena real tras el lente. Para capturar las criaturas, se utilizan Poké Ball. Esa es la característica por la que se considera que el juego es de realidad aumentada, permite ver la realidad mezclada con un elemento de ficción a través de un teléfono inteligente.