Gunvalkyrie é um jogo eletrônico de história alternativa/ficção científica desenvolvido pela Smilebit e publicado pela Sega para o Microsoft Xbox.
Originalmente desenvolvido para o Sega Dreamcast, seu estilo visual era muito semelhante ao da versão final para Xbox. A característica distintiva da versão para Dreamcast era que, durante o desenvolvimento do jogo, GunValkyrie utilizava um esquema de controle exclusivo, usando uma pistola de luz e um controle. Esse esquema de controle foi abandonado quando o desenvolvimento passou para a versão para Xbox.
A jogabilidade é muito diferente da maioria dos jogos de tiro em terceira pessoa, devido a um esquema exclusivo de controle analógico duplo, que é o principal fator para a curva de aprendizado acentuada do jogo. Os jogadores viajam para vários mundos investigando o desaparecimento de várias colônias, restando apenas insetos gigantes mutantes. Esses insetos constituem a maior parte dos inimigos que você enfrenta ao longo do caminho.
Os jogadores controlam Kelly ou Saburouta com ambos os analógicos: o esquerdo controla o movimento para frente/trás e os giros, enquanto o direito mira suas armas e, quando clicado, permite giros rápidos. Clicar no analógico esquerdo enquanto aponta em uma direção faz com que o personagem impulsione. O gatilho esquerdo serve para impulsionar/pular e, quando combinado com o impulso analógico esquerdo, pode ser combinado em combos para manter o jogador totalmente fora do chão, o que é necessário em alguns níveis. Os botões frontais são usados para selecionar armas, e o gatilho direito dispara a arma selecionada.
O jogo compreende dez níveis, com a história se desenrolando por meio de texto entre os níveis ou por cutscenes ocasionais. No início da maioria dos níveis, excluindo as batalhas contra chefes, você tem a opção de escolher Kelly ou Saburouta. A arma primária de Kelly é rápida, porém mais fraca, e ela é, no geral, mais rápida e mais manobrável. Saburouta é mais lenta, tem manobrabilidade aérea mais limitada e carrega uma arma primária mais forte, o Canhão de Mecha. Basicamente, os dois personagens compõem os dois níveis de dificuldade, com Kelly sendo o "Normal" e Saburouta sendo o "Avançado". A verdadeira diferença é que o estilo de Kelly permitia vários alvos com mira fixa, enquanto a arma de Saburouta espirrava e mirava em alvos específicos. Por isso, a jogabilidade de Kelly é mais frenética e exige menos foco direto, enquanto a de Saburouta exige mira específica e ataques diretos para ser eficaz. Kelly também é a única personagem a aprimorar sua gearskin.
O estilo artístico do jogo é semelhante ao subgênero steampunk da ficção, mas os designers do jogo preferem chamá-lo de "elec-punk", descrito como um passo ainda mais além, com o aproveitamento da eletricidade para novos usos imaginativos. As fases do jogo são divididas em fases internas com aparência mecânica, com muitas engrenagens e metalurgia ornamentada, e fases externas, ambientadas em vales, crateras e outros locais fantásticos de outro mundo com aparência muito orgânica.
