Dalam Tenchu: Dark Secret, pemain memakai sandal Rikimaru dan Ayame, shinobi legenda Klan Azuma. Di bawah perintah Lord Gohda, mereka menyusup ke kubu musuh untuk membongkar konspirasi yang melibatkan penciptaan senjata berbahaya, bergantung pada siluman dan pergerakan tepat untuk mengelak daripada dikesan.
Permainan teras Tenchu: Dark Secret mengutamakan siluman taktikal berbanding pertempuran langsung. Pemain mengkaji laluan rondaan musuh, menggunakan bayang untuk kekal tersembunyi, dan melaksanakan serangan maut senyap untuk menghapuskan pengawal. Sistem kraf baharu membolehkan pemain menggabungkan bahan yang dikumpul untuk mencipta item unik, mengembangkan peralatan mereka untuk misi yang semakin sukar.
Tenchu: Dark Secret menggunakan sistem misi prosedural yang mengubah kedudukan musuh dan susun atur peta, meningkatkan nilai ulang tayang. Antara muka dwi-skrin Nintendo DS memaparkan data peta dan pengurusan inventori serentak, membolehkan akses pantas ke peralatan tanpa mengganggu permainan.
Sebagai entri pegang tangan yang membawa mekanik siluman siri ini ke DS, Tenchu: Dark Secret menyertakan editor tahap. Ciri ini membolehkan pemain mereka bentuk misi tersuai, mencabar mereka untuk mencipta susun atur rumit yang menguji had enjin siluman.