После выхода первых трёхмерных платформеров серии Sonic геймплей претерпел ряд изменений, в том числе:

• Введение новых персонажей. 67 Например, в игре Sonic Adventure впервые появились Биг и робот E-102, которые дополнили геймплей и имели отличительные способности. 7
• Нелинейные уровни. 17 В некоторых играх серии, например в Sonic Heroes, определённые фрагменты уровней предлагалось проходить по-разному, в зависимости от выбранного персонажа. 1
• Эксперименты с жанрами. 1 Создатели серии пытались сочетать скоростной платформинг с шутемапом, авиасимулятором, адвенчурой с головоломками и другими жанрами. 1
• Изменение боевой направленности. 2 В некоторых играх, таких как Sonic Unleashed, разработчики стремились усилить боевую доблесть персонажа. 2
• Добавление новых механик. 1 Например, в Sonic Lost World появилась система управления Соником, которая позволяла контролировать ускорение героя, а также была добавлена механика лазания и бега по стенам. 7
• Возвращение к классическому 2D-геймплею с 3D-элементами. 4 Так, в игре Sonic Colors геймплей был сконцентрирован на скоростной беготне по сложно устроенным уровням, преодолении препятствий и собирании золотых колец. 3