《尼尔：机械纪元》故事背景设定在遥远的未来，讲述在被摧毁的地球上由人类的敌人外星人派来的机械生命体与人类方派出的人造人“尤尔哈”部队进行战斗的故事。
外星人突然入侵地球，他们制造了名为“机械生命体”的军队。在外星人势不可挡的力量面前，人类逃往月球。为了重新夺回地球，人类建立了由“战斗型机器人”所组成的战斗抵抗组织。为了打破战场的僵局，人类设计了“尤尔哈（另译：寄叶）”作战单位——最新型的先进的机器人战士。在一片贫瘠荒凉、渺无人烟的地球上，机械生命体与机器人战士展开了大战，这场战争将会成为打开未知奥秘的关键。
《尼尔：机械纪元》为剧情向游戏，因该作为多结局剧情，总共有三位可操控角色，其中尤尔哈2B、尤尔哈9S、尤尔哈A2为该作的三位主人公，在不同剧情发展下玩家会操控不同的角色进行游戏。下表为尤尔哈9S、尤尔哈A2的介绍：
角色名称 日版名 角色描述
YoRHa No. 9 Type S ヨルハ九号S型 为玩家可操控角色之一，会在游戏通过剧情中逐渐切换解锁角色。声优为花江夏树，侦查型机器人，9S型机器人主要职责是作为一名黑客，来研究作战任务，他擅长收集信息，同样拥有攻击能力。在YoRHa中，9S表达情感的方式较多，有一个善良的心。
YoRHa Type A No. 2
ヨルハA型二号
为玩家可操控角色之一，会在游戏通过剧情中逐渐切换解锁角色。声优为诹访彩花，A型是YoRHa原型机器，主要擅长近战攻击。在2B型和9S型开发过程中，A型作为试验运行。性格上喜欢独立行事，话不多。
ヨルハ二号B型
ヨルハ二号B型，又称YoRHa No. 2 Type B、夜刃二号B型、寄叶二号B型、尤尔哈2B，声优为石川由依（曾为《进击的巨人》三笠·阿克曼配音），是《尼尔：机械纪元》主人公之一，是游戏剧情的核心人物，也是玩家角色能操纵的角色之一。尤尔哈2B是人类所派遣的作为步兵团成员的泛用战斗型机器人，外表为女性，因为她总是戴着大大眼罩，所以只能看到一点点脸 。
基础设定
泛用战斗机器人的尤尔哈2B是以近战为主，利用战斗辅助系统（POD无人机）以及战斗用目镜（大眼罩），她完全不需要亲眼来看周围的状况 [15] 。尤尔哈2B主要使用的是短程的冷兵器攻击，远程则是由“POD”进行辅助攻击。名为“POD”的机器人是尤尔哈2B的最佳战斗伙伴，它可以进行远距离支援攻击，相当于尤尔哈2B的远程武器，详见该词条一级目录“物品道具”下“装备”中的辅助机器人介绍 。
预设武器：尤尔哈2B可以使用远程武器与近战武器，武器在战斗过程中可以随时切换。尤尔哈2B初始预设的的武器是一把小型剑和大型剑，小型剑（武器名为白之契约）初始设定为弱攻击，而大型剑（武器名白之约定）初始设定为重攻击，藉此能以小型剑施展速击、大型剑施展重击来进行交替攻击。尤尔哈2B的武器并没有背在她的身后，而是悬浮在她的背后，原因是她的背后有磁悬浮力场，可以把武器吸附到背上。
血量：尤尔哈2B拥有血量设定，根据游戏难度的不同尤尔哈2B血量上限会变化，在VERYHARD难度下玩家角色不存在HP的概念，仅受到一击就会死亡，尤尔哈2B血量的损失可以通过杀敌回复，当玩家角色血量归零时便会死亡。角色没有防御值设定，玩家只能通过闪避躲避攻击。
当玩家角色死亡后，在那个场所里会留下义体。义体上有各种各样的数据插件芯片，通过回收义体，就能取回芯片。在“回收”义体之前，再次死亡的话，之前的义体将会消失，如果长时间不去回收的话，再次进入那个场所，义体也会消失。另外，如果没有回收义体，而是将其进行“修理”，那个义体会在一定时间内和玩家一起共同作战。在线上模式的话，也能发现其他玩家死亡后留下的义体，对其进行修理后，其他玩家的义体也会在一定时间内和你一起共同战斗。
《尼尔：机械纪元》基本承袭了《尼尔》系列的魔法设定，但跟《尼尔》系列前作相比，《尼尔：机械纪元》最大的区别就是用预蓄力和预锁定代替了前作蓄力时子弹时间瞄准的机制，让战斗节奏一直保持高速，部分魔法是前作魔法的魔改版，增加了更多辅助和控场魔法，如：《尼尔》系列前作里的黑之手技能释放范围较短，该作技能释放范围加远，并可可三段蓄力，蓄力后增强技能效果，击飞效果更佳；《尼尔：机械纪元》新增时空魔法，技能释放范围内敌人会被减速，我方会无视技能效果，并可三段蓄力增大范围；新增治愈魔法，以辅助机器人施放，战斗中基本无法使用，因为角色必须要站在范围内才能回血，一次恢复玩家角色5%的血量；等。
大部分魔法都有三段蓄力，同时间可以在三种魔法之间快速切换，魔法是可以无限、不间断使用的，但魔法不蓄力的话魔法威力和魔法持续时间效果有限 。
人类在遭到外星人入侵以后，逃到月球上，然后制造出了战斗型机器人以对抗“机械生命体”，这些战斗机器人组成了“尤尔哈”战斗部队，尤尔哈2B即下属于尤尔哈战斗部队。“尤尔哈”机器人是没有名字的，而是用编码进行区分。它们被禁止拥有情感，但是每一个机器人都有一些区别，如：尤尔哈2B外表为人形，并且容易亲近；尤尔哈2B的辅助机器人为飞行无人机，沉着冷静 。下表为游戏NPC介绍：
角色名称 日版名称 角色描述
YoRHa部队司令官 ヨルハ部队司令官 负责指挥YoRHa全队，虽然看上去沉着冷静，但是很在意2B和9S，与A2有着什么关系。
Operator 6O/21O
オペレーター6O/21O
常驻基地的通信人员，负责向地面上的YoRHa成员传递指令，并分析情报。两人性格有差异，联络2B的6O比较开朗活泼，联络9S的比较冷静傲娇。
亚当 アダム
亚当，迷之青年，戴着眼镜，有着聪明的才智。虽然性格冷静，但是有时候会表现出为了目的不择手段的残酷一面。
夏娃 イヴ 夏娃，亚当的弟弟。与哥哥对比鲜明，思维较为简单，仰慕亚当。
Pascal パスカル 属于敌对的机械生命体，但是是个和平主义者，它对人类历史感兴趣，所以和其他一样拥有相同志向的机械生命体一起探索者和平之路。
Devola/Popola デボル/ポポル 旧型号机器人。得知在很久之前和自己同型号的机体发生了暴走，对此感到内疚。少见的可以喝酒的机器人。
敌方阵营
机械生命体及机械生命体网络，是外星人创造的杀戮机器，因其被输入的唯一指令是“打败敌人”，导致把在自己的创造者外星人当做敌人来打败，发现核心指令“打败敌人”需要有敌人存在，之后独立自主的“机械生命体”入侵了地球，强大到逼迫人类逃离地球了，之后所有对唯一的敌人android不能赶尽杀绝，后不断吸收周遭信息实现进化，包括人类的信息。
“机械生命体”之所以被叫做这个名字，是因为它们具有自我修复、恢复自身、成长的能力，甚至可以自律生产新的机械器，它们明显地与地球上的人类有着巨大的战斗力差别。
机械生命体的足迹遍布各大地图：工厂、城市、沙漠，机械生命体基本本体外形相同却形态各异，但会因地区元素而改变外形、战斗方式等，他们有着不同的攻击招数和自身弱点 ，如在沙漠中的机器人会如同人类一般穿起沙漠披风、戴起防风面具，沙漠中的敌人整体风格，包括外型、饰品、武器等都与沙漠息息相关，于“机械生命体设计图”图册中有展示，而且这些生存在沙漠的敌人，会不时从你脚下突然跳出来攻击你，这说明，每个场景的敌人，都有自己攻击手段与方式。
对于《尼尔》系列而言，《机械纪元》无论从话题性还是游戏性都称得上是一场漂亮的翻身仗，从故事到系统可以说集结了日式游戏一切以细腻见长的优势。（爱玩网-网易评 ）
《尼尔：机械纪元》在动作游戏最基本的机制上作出了不少新奇的创新，开发者似乎是想让这种方式来掩盖预算不足所带来的许多硬伤，不过形式创新确实让《尼尔》拥有了许多远超其他同类作品的层次，在动作游戏中加入传统的弹幕射击内容，《尼尔》在游戏界这可能还是独一份，且这方面的内容完成度很高，与游戏的情节与机制也配合得相得益彰，不得不让人啧啧称奇。除了弹幕射击以外，游戏对古典时代的致敬还不止于此，在许多场景中，游戏的镜头都会变成二轴动作游戏的模式，显得既新颖又有趣。（腾讯网评）
武器装备
常规武器
《尼尔：机械纪元》的武器总共被分为四类分别是大型刀剑、小型刀剑、格斗拳套、长枪，而每个种类下的武器数量都超过十个。游戏中，武器种类不会限制角色使用。
武器可以通过道具素材进行升级，升级后的武器可以获得一定的属性提升，满级时还可解锁武器特定被动技能。游戏中的每一把武器都有自己的故事，武器故事一般分为四段，需通过升级武器来解锁，武器故事是作为对游戏剧情的一定补充。分类武器详述如下：
类别 描述
小型刀剑 攻击的威力、速度、范围都很平衡的易上手的单手武器。技能的变化也很丰富，也很容易打出连段，能对应各种战况。非战斗状态使用下会安放在角色后背磁悬浮场。小型刀剑有3式战术刀、不死鸟短剑等。
大型刀剑 拥有很大的威力和夸张的长度，但是攻击速度很慢，很且容易暴露硬直，需要谨慎使用。非战斗状态使用下会安放在角色后背磁悬浮场。大型刀剑有不死鸟大剑、3式斩击刀等。
格斗拳套 格斗拳套，即需要玩家角色和格斗目标保持超近距离才能施展的战斗方式，游戏中玩家角色可使用于格斗拳套当中的武器有空手、拳套等。近身格斗武器虽然攻击范围很小，但是攻速快，容易进行连击，有着高频率高灵敏的特点，在一对一的情况下，很有优势。格斗拳套与其余三种类武器的携带方式略微不同，格斗拳套会常戴在角色手上，而不是携带在角色背后。格斗拳套有4O式拳锷 、3式拳锷等
长枪 拥有平均线以上的攻击速度、高威力以及长度的武器，长枪拥有比其他种类武器更长的攻击范围，但是因为该种类武器是直线攻击，被包围的时候往往会显得不利。非战斗状态使用下会安放在角色后背磁悬浮场。长枪有黑之倨傲、机械生命体之枪等。
不同的装备组合可以达成完全不同的连招（详见该词条一级目录“特色系统”下的“装备组合操作”介绍），而玩家所能发出的组合技类型则取决于所使用的武器，武器种类的多元化使组合技种类得到丰富。《尼尔：机械纪元》和《尼尔》系列前作一样，每把武器都有自己的故事和历史。在游戏中，玩家需要通过杀死敌人来搜集材料、升级武器。此外，玩家还可以用这些材料对角色的技能进行升级或更改，同样的东西不同的角色使用，效果也不一样。
游戏联动武器
游戏联动武器即该作与其他游戏联合设计同款武器，该武器在两关游戏中有共同外观等特点，联动武器属于常规武器的子种类。
《尼尔：机械纪元》和多个游戏有合作关系，勇者斗恶龙、最终幻想15、怪物猎人FZ、梦幻之星Online 2等。勇者斗恶龙的联动武器打击数字会出现DQ的特殊字体，并且更加容易出现暴击，最终幻想的武器，特效产生了一些变化，看上去更华丽。
《尼尔：机械纪元》与《最终幻想15》联动，加入《最终幻想15》中诺克提斯的武器，名为“Engine Blade”的单手剑。这把单手剑和《最终幻想15》中模型完全相同，体积比2B的那把黑色大剑要小很多，不过威力并未因此降低，动作也要更加灵巧。这把武器拥有独特的闪避效果和伤害值显示，会是玩家们手中的斩敌利器。
辅助机器人
《尼尔：机械纪元》中辅助机器人是取代《尼尔》系列前作魔法书的存在，游戏中“尤尔哈”战斗机器人部队中，人形机器人都会配备辅助机器人跟随，Pod 042/153是尤尔哈部队成员标准支援装备，主角尤尔哈2B的辅助机器人名为Pod 042 。Pod会一直在玩家角色附近转悠，像是一个GPS来引导玩家辅助机器人。
辅助机器人搭载远距离攻击武器，作为游戏玩家的伙伴会时刻为玩家提供火力支援。POD以R1按钮来操作支援2B进行射击。POD的远程攻击，虽然其射击的单发攻击力较低，但连射能力却很高，更因为没有弹药限制的缘故，可在牵制敌人的动作，或是制造攻击的契机时派上用场。而L2按钮可以让角色锁定敌人，并以射击游戏般的感觉来进行战斗 ，锁定敌人可以让POD的攻击命中率更高。POD将随着游戏的进行而被安装上POD程式，并变得能够以L1按钮施展出与正常射击不同的强力攻击（使用后需要一定的冷却时间） 。
辅助机器人具有七个技能，分别是激光、幻影、波浪、电线、炸弹、引力、扫描器。长按L1可以蓄力使多个POD辅助机器人同时攻击。
辅助机器人最多同时存在3个，分别是初始配备的A170型号,、沿岸城市通过钓鱼得到的A090型号和沙漠中找寻到的A080型号。
A170使用机炮进行攻击，A090使用自动锁定的中程导弹进行攻击而A080使用不间断的激光进行攻击。三种机器人可以互换技能，并可同时携带。
道具强化
基础强化
游戏中的大多数道具都可以通过升级来得到强化，包括武器、辅助机器人、芯片等，不同的道具升级会获得不同的升级效果，如升级武器不仅可以提升伤害，还能解锁一些武器附带的技能以及攻击速度和武器专属的属性性能。
升级道具需要足够的素材和金币，素材可在野外拾得或者从商人处购买获得。
插入芯片
主人公们所属的寄叶部队中的人工智能可以安装一种被称为“可拆卸芯片”的芯片。可拆卸芯片是可以强化玩家角色的一种强化道具。芯片可随时切换，且有三个可快速切换的芯片槽。
合成芯片分为两种，一种优质合成芯片、一种普通合成芯片，区分为后缀有个菱形标志的代表，而优质没有的代表普通。
用芯片可以强化角色自身的能力，有“武器攻击力上升”、“物理伤害减轻”等到“将有益的情报视觉化”等，变化多样，芯片可以在各种地方捡到也可以在道具屋购买。芯片的安装有容量限制，需要玩家合理地运用。
优质代表芯片中最少需求量而普通最低也要比优质的高一需求量，同样是 1普通就是要比优质需求多1。想合成最高级芯片，只能菱形和菱形的合成，但是前两级可以用菱形和非菱形合成菱形。
消耗品
通货 游戏中的金币通货单位是G，金币通货可以让玩家和遍布世界各地的商人进行交易获得自己想要的武器与道具素材，金币通货可以通过打败敌人掉落、拾取、道具出售获得。
强化素材 强化素材是可以升级武器与辅助机器人的唯一道具，强化素材可以通过拾取、商店购买、打败敌人掉落获得。
辅助物品
辅助物品是游戏中可以辅助角色进行探索、娱乐的物品，有使动物可以骑乘的动物的饵料，金币掉落UP，提高移动速度，致幻剂电子drug等。
强化道具是使战斗中能暂时提升战斗力的辅助物品，有免疫电系攻击的耐电药、自身霸体的耐冲击、提升攻击力和防御力。每种药品分为大小两种，持续时间分别为15秒和30秒。
恢复物品 恢复物品分为恢复药和解除异常状态两种。恢复药的三个等级小型、中型、大型使用效果分别为恢复25%、恢复50%、恢复100%。 恢复异常状态可以分为视觉恢复、听觉恢复、操作恢复和全体恢复。恢复物品可以在野外拾得或者从商人处购买获得。
世界区域
《尼尔：机械纪元》游戏战场被设定为人类已经离开了的地球，这个时候的地球由于机械生命体的侵略已经变为了一个荒无人烟的不毛之地 ，大自然重新掌管了地球：森林从城市的废墟中拔地而起，四处充斥着被树木洞穿的水泥建筑，在有的场景中则只是建筑的一部分钢管露在沙子的外边 ，桥梁倒塌形成瀑布，干燥的地区砂砾流淌成为沙漠，这被自然吞没了的旧世界成为了机械的乐园。游戏为开放世界，在大地图中区域是无缝衔接，不需要读盘，世界有以下区域可供玩家探索：
欧罗哈卫星轨道基地 欧罗哈卫星轨道基地是自动化步兵部队的总部，也称地堡，地堡是一座飘浮基地，轨道卫星上，指挥官通过这里向部队下达指令，配发支援材料和武器。位于轨道卫星上的飘浮基地。
地球抵抗者基地 地球抵抗者基地是机器人自己组建的抵抗军大本营，是游戏中修整、制造和疗伤等的地点，可以在此进行武器升级、购买物资、接支线任务以及角色强化（如技能升级）等。
森林区域 以巨树掩抑着生命体部落，丛丛树林间隐藏着生命体散发出来的杀机，该地点有主线剧情相关BOSS。
沙漠区域 一望无际的沙漠，风沙交加，时不时就会从流沙中跳出埋伏的生命体攻击玩家，该地点有主线剧情相关BOSS。
工厂地区 游戏剧情流程区域之一，有着残破的工业废墟，该地点有主线剧情相关BOSS。
城市区域 城市区域为一整片连接起来的高楼组成，城市的下水管道系统可以探索的。
在游戏的某些地点中，玩家并不能通过普通跳跃到达该处，玩家需要借助你的滑翔无人机“Pod”来进行飞跃才行，某些场景中还存在着在攻击后便能制造出通路的机关。游戏中的休闲元素包含钓鱼，即使是在下水道，只要有水的地方就可以钓鱼。
储存点
游戏存档存档点为图中锈迹斑斑的储存机器，玩家角色走近储存机器时，按下相应按键打开操作页面可选择储存或传送，某些储存机器只提供储存功能，而基地中更加豪华的储存机器，这种存档点不仅可以存档，还兼有传送的功能（传送功能需主线解锁）。《尼尔：机械纪元》没有在流程中自动存档的功能，所以玩家需要及时存档。
操作系统
按键
基本战斗操作为分别运用 □ 按钮的速击与 △ 按钮的重击，还能依照按下按钮的顺序来改变组合并进行攻击。当然也能够进行跳跃及回避等动作，特别是在千钧一发下进行回避后的攻击，将变为对2B附加特效的特殊技巧。
游戏大部分场景是以第三人称视点来进行游戏，但在某些场面下则会切换为横向视点或是正上方视点，操作基本上没有改变，只是限制某些按钮的使用。下表是游戏按键操作（PS4版）：
按键 指令 按键 指令
L1 PDO技能使用 △ 重攻击
L2 目标锁定 □ 轻攻击
L3 灯光 开/关 ○ 交互
R1 射击 × 跳跃
R2 回避
R3 重置视角
↑装备组切换
→ PDO机器人切换(正向)
← POD机器人切换(反向) ↓ 道具使用
左侧触摸板 快捷菜单 右侧触摸板 快捷菜单
options 系统菜单
操作模式
游戏内战斗设定有标准手动模式和自动模式，标准手动模式是玩家自己手动操作角色；而自动模式面向动作游戏新手，在战斗中玩家们可以将角色的行动交由AI控制，AI会“自动攻击”“自动射击”“自动回避”，仅需手动移动至敌人附近，角色就会自动施展最为适合的攻击，这是由AI来“自动打怪”，而且AI的射击攻击、刀剑攻击、闪避等内容还可以进行手动设定。
自动模式是为不擅长动作游戏的玩家所准备的模式，在使用上并没有特别的缺点。如果是重视故事的玩家，也能以此模式来进行游戏。不过“自动模式”只能在EASY级别的难度下才有效，而且“自动模式”和“标准手动模式”可以随时进行切换。
《尼尔：机械纪元》游戏难度从容易至炼狱为止共分为四种阶段，不同难度下敌人状态、操作系统会有较大差别，游戏难度可以在系统界面内的选项中即时设定，所以玩家可以在游戏内随时进行变更。详情请见下表的难度介绍：
容易 最低等级的难度，在容易难度下游戏提供“自动模式”。
正常 正常难度，玩家角色、敌人都属于标准状态。
困难 在Hard难度以上角色战斗就无法锁定敌人
炼狱 该难度是玩家角色不存在HP的概念，仅受到一击就会死亡的模式，敌人的强度也会大幅提升 。
战斗装备组合
主角2B拥有两套装备组合，通过装备组合可以达成完全不同的连招。装备组合就是通过在轻攻击和强攻击上装备不同的武器，来组成组合。即便是同一把武器，分别放在弱攻击和强攻击上，所用处的攻击招式都是完全不同的。
首先进入系统菜单，在“武器”选项中，可以看到装备组合1和组合2，默认下装备组合1的轻攻击为白之约定，重击为白之契约。按 ○ 进入后对其进行更改，可将轻攻击的武器替换为空手。更改完毕后退出菜单，通过十字键 ↑ 就可以在装备组合1、组合2中进行切换，切换时会有一个明显的动画效果以及左下角的弹窗信息提示。
在战斗中针对不同的敌人，切换装备组合来选择最适合的攻击方式，是《尼尔：机械纪元》战斗玩法的关键。
交易系统
《尼尔：机械纪元》的交易场所是遍布世界各地的商人，商人们的商店都会出售自己独有的道具素材及武器，交易通货为G，玩家也可以出售闲置道具给商人来获金币。以下为游戏中主要商人：
武器商人 出售武器以及升级武器（注：最高级武器升级需要森之国隐藏铁匠）。
消耗品商人 出售消耗品，以及芯片。
技能芯片商人 出售技能芯片以及芯片的合成和芯片槽的拓展 。
任务系统
在《尼尔：机械纪元》中RPG元素占70%而动作元素占30%，作为RPG元素的组成部分，除了主线剧情外，在故事进行的过程中还会遇见很多其他的角色（NPC、伙伴），接受一些支线委托，支线任务剧情是对游戏世界观的补充，通过这些任务，既能赚取奖励也能更深入地了解《尼尔：机械纪元》的背景世界 。
虽然支线任务很多，但是有的支线任务会比较短，完成的方式较为简单的。相对的，有的支线则有很长的篇幅，包含一些非常长的剧情支线，贯穿游戏主线剧情，可能一个任务就有几个章节，对于主故事线具有一定的延伸，如果玩家仅仅是为了通关不需要非得完成支线，不过游戏设定了多个结局，要完成最佳结局，还是需要很高的任务完成度的，所以想要看真正结局的话还是需要完成支线才行。
成就系统
游戏中拥有一个丰富的成就系统，玩家在达成游戏中的挑战事项时，就可获得成就奖杯，不同的成就奖杯获得方式不相同，获得的成就奖杯，《尼尔：机械纪元》共48个奖杯，其中白金1个、黄金2个、白银13个、青铜32个 。值得一提的是，该作只要通关了三周目之后，就可以在商店内用游戏中的货币直接购买奖杯 。
