Need for Speed: Carbon to gra wyścigowa, w której gracz kieruje zawodnikami biorącymi udział w nielegalnych wyścigach samochodowych toczących się na ulicach wielkich miast. Podstawą rozgrywki jest tryb kariery, w którym użytkownik kieruje postacią kierowcy, który powraca do rodzinnego miasta Palmont. Wkrótce okazuje się, że organizacją nielegalnych wyścigów zajmują się gangi. Zabawa polega na wygrywaniu wyścigów, co pozwala na odbijanie kolejnych sektorów miasta. Fabuła programu ukazana jest z pomocą scenek przerywnikowych z udziałem prawdziwych aktorów.

Wszystkie wyścigi toczą się na terenie dość rozległego miasta. Odbicie każdego sektora miejscowości wiąże się z pokonaniem całej wrogiej drużyny co wymaga od gracza skompletowania własnego zespołu (inni kierowcy, inżynierowie oraz mechanicy). W trakcie wyścigu użytkownik może wydawać polecenia współpracującym z nim kierowcom. Po pokonaniu wszystkich pomniejszych przeciwników wrogiej drużyny gracz musi pokonać jej lidera w wyścigu zorganizowanym w kanionie. W wyścigach często przeszkadzają stróże prawa próbujący zatrzymać zawodników!

Do dyspozycji gracza oddano około 60 modeli samochodów podzielonych na trzy klasy, z których każda przeznaczona jest do innego typu wyścigów. Wszystkie pojazdy można przy tym poddawać najróżniejszym modyfikacjom wizualnym i mechanicznym. Autorzy programu udostępnili przy tym opcję Autosculpt pozwalającą samodzielnie modelować elementy nadwozia. Grafika programu jest trójwymiarowa.