Terraforming Mars: Ares Expedition ist ein Engine-Building-Spiel, in dem Spieler interplanetare Unternehmen kontrollieren, mit dem Ziel, den Mars bewohnbar (und profitabel) zu machen. Dies erreichen Sie, indem Sie Mega Credits (MC) in Projektkarten investieren, die direkt oder indirekt zum Terraforming-Prozess beitragen. Um zu gewinnen, müssen Sie eine hohe Terraform-Wertung (TR) und so viele Siegpunkte (VP) wie möglich erreichen. Spieler erhöhen ihre TR, indem sie globale Parameter erhöhen: Ozeane, Sauerstoff und Temperatur. TR bestimmt auch das Grundeinkommen jedes Unternehmens und am Ende des Spiels zählt TR als SP. Für den Bau von Projektkarten und andere während des Spiels durchgeführte Aktionen werden zusätzliche SP und Produktionsfähigkeiten vergeben.

Das Spiel wird in Runden gespielt und in jeder Runde wählen die Spieler eine von fünf Phasen aus, die bestimmen, welche Aktivitäten in dieser Runde stattfinden. Das bedeutet, dass jede Runde anders ist, aber darin bestehen kann, neue Projektkarten zu bauen, allgemeine und projektspezifische Aktionen durchzuführen, Einkommen und Ressourcen (Pflanzen und Wärme) zu produzieren oder zu forschen, um weitere Projektkarten zu ziehen. Jeder Spieler nimmt an allen für die Runde ausgewählten Phasen teil und erhält während der von ihm ausgewählten Phase einen besonderen Bonus. Um das Spiel zu beschleunigen, können die Spieler in jeder Phase gleichzeitig agieren, ohne aufeinander warten zu müssen!

Auf dem Spielbrett befinden sich Spuren für Sauerstoff, Temperatur und Terraform-Bewertung sowie ein Platz für alle Ozeanplättchen, die im Laufe des Spiels umgedreht werden. Das Spiel endet, wenn genügend Sauerstoff zum Atmen vorhanden ist (14 %), in den Ozeanen genug, um erdähnliches Wetter zu ermöglichen (9), und die Temperatur deutlich über dem Gefrierpunkt liegt (+8 °C). Dann wird es möglich, wenn auch nicht bequem, auf der Marsoberfläche zu leben!

Der Gewinner ist der Spieler mit den meisten SP am Ende des Spiels.