Действие игры происходит в гигантском сверхсекретном научно-исследовательском комплексе "Черная Меза" (Black Mesa), который находится в недрах горы, расположенной в американском штате Нью-Мексико. Главный персонаж игры — молодой талантливый научный сотрудник, доктор в области теоретической физики, Гордон Фримен, работающий в Лаборатории аномальных материалов.
Являясь шутером от первого лица, игра представляет мир глазами протагониста. Геймплей не разделен на миссии или этапы, поэтому действие заключается в непрерывном передвижении по целостным локациям, лишь технически разделенным на карты. Все карты линейны и, как правило, предполагают единственный возможный путь для прохождения.