Vessel é um jogo sobre um engenheiro que opera máquinas em um mundo steampunk fortemente industrializado. O jogador assume o papel de Arkwright, um cientista genial que inventou um novo tipo de autômato chamado Fluro. Os Fluros são criaturas amorfas que podem ser feitas de qualquer tipo de líquido e realizar tarefas para pessoas. Um dia, os Fluros sofreram mutação e ficaram fora de controle, arruinando a maioria das máquinas do mundo. Arkwright precisa encontrar a causa do mau funcionamento e restaurar o controle sobre os Fluros.
A jogabilidade consiste em resolver quebra-cabeças baseados em física e manipular o maquinário ridiculamente complexo em um ambiente 2.5D. Arkwright pula as plataformas e aperta os botões para ativar as máquinas de uma certa maneira. Ele também pode usar dispositivos chamados Seeds para criar novos Fluros a partir dos líquidos encontrados nos níveis, incluindo lava. Os Fluros, por sua vez, podem ser manipulados para realizar ações úteis, como puxar interruptores que são inacessíveis para Arkwright. O líquido é o elemento central do jogo, e um motor gráfico especial foi feito para animá-lo. A música do famoso DJ Jon Hopkins funciona como uma dica para o jogador, tornando-se mais complexa quando ele faz as ações certas.