Sonic Free Riders — игрок управляет гонщиком с помощью движений своего тела. Например, для увеличения скорости он должен выполнять движения ногами, а для выполнения трюков — подпрыгивать. Игрок может собирать бонусы и оружия, для активации которых также требуется определённые действия. Как и в Sonic Riders и Sonic Riders: Zero Gravity, персонажи делятся на скоростных, летающих и силовых. Наряду с режимами «Time Attack» и «Free Race», в Sonic Free Riders доступны несколько многопользовательских режимов. Игра также поддерживает распознавание голоса, позволяя людям использовать его для навигации по меню. Игрок может выбрать способности. В игре действует система достижений.