"Sonic Lost World" traz o personagem supersônico em um jogo que lembra "Super Mario Galaxy", da Nintendo, por conta de que cada fase apresenta partes separadas, como se fossem os planetas do título do encanador. O esquema de jogo também remete a um projeto cancelado da Sega na década de 1990, "Sonic X-Treme".

Na história, um continente perdido, o Lost Hex, é encontrado pelo vilão Dr. Eggman e, nele, monstros conhecidos como Deadly Six aterrorizam o local. Cabe a Sonic salvar os animais em perigo. Neste local, as fases são malucas, colocando o herói de cabeça para baixo, realizando saltos longos e entrando em geringonças.