虽说《黑岩射手（Black Rock Shooter）》是根据同名动画改编的游戏，但是游戏的剧情与动画的故事确实在不同的世界里。这次的故事发生在2051年的地球，突如其来的外星人攻占了地球，人类陷入了史无前例的灾难之中。而主人公最为为了守护人类而被制造出来的最终兵器，开始了孤独而绝望的战斗。虽说游戏采用3D画面，音乐也给人带来一种空寂的氛围，很符合游戏主题。
黑岩最开始执行人类给予的各种任务，帮助人类达成自己的各种目的，期间与几名BOSS相遇；游戏中期人类全灭，黑岩受重伤，被名为“娜娜”的人造人所救，之后得知是自己姐姐；最后踏上挑战最终BOSS——传说中的“白岩”，而来到外太空。之后根据娜娜是否存活，和玩家达成的各种任务，会出现不同结局。
黑岩射手：人类为了对抗异星人所制作的最终兵器，穿着一袭黑衣，左眼燃烧蓝色火焰。武器为装备于右手的“Blackrockcannon”与左手的剑，而右手的加农炮可以变形成为炮、机枪、战槌以及锯子等等型态。由吉布森博士主导开发的第三世代克隆人，自11岁开始进入长眠，意识成长停顿，因而个性纯真不通世事。被博士称呼为“史黛拉”（ステラ)，其实是当时著名的歌手辛格‧菈普的克隆人。
娜娜：本名娜娜‧格雷（ナナ・グレイ），属于不完全的复制体的第二世代克隆人，统称GRAY（灰色）系列的其中之一。为换取卓越的运动能力，作为提高运动性的代价，大脑内存严重衰退，因此深受记忆障碍所苦。离群索居，认为自己是不完全的劣等品而性格孤僻。遗传学上相当于BRS的姐姐。
白岩射手：在月面宫殿上谜样的存在，和BRS正好相反，白发并穿着白衣，右眼燃烧红色火焰。武器为巨大镰刀，背后装备8枚翼，也拥有一个类似黑岩射手的枪。 统帅整个“使者”，被称为总督。自称拥有旺盛的好奇心，当年在地球时以著名歌手辛格‧菈普(SingLove、シング・ラブ)作为身分，并留下自己的DNA提供地球人研究制造对抗外星人的兵器。
该游戏和传统RPG游戏一样，有主线任务和支线任务（或称为额外任务）。故事的主线就是黑岩和地球仅剩的19名人类共同战斗的故事，而支线任务需要达成特殊条件，比如达成其他特殊事件，会解锁支线任务。每完成一个任务，游戏都会返回主菜单，玩家可以继续进行故事任务，也可以自选已经完成的任务，从新挑战可以提升人物的等级或者达成特别事件。这样及时任务失败也不会“GAME OVER”，玩家可以从存储点或者重新开始本次任务。每个章节基本上都是5个主线剧情任务，BOSS战可直接独立出来，需要说明的仅仅完成主线也只是一个十分含糊的结局，达成特别支线则可以看到最后的结局。
还是与传统RPG一样，基本上也是打怪获得经验而升级。等级提升之后，属性会有提升。但是，就算人物满级，装备也不错，敌人的伤害也很高，这就要求玩家针对各种敌人的特性采取不同的战术。
本游戏也有传统RPG游戏中的武器、装备系统，但是不像其他游戏有饰品、靴子、下装等，本游戏只有武器和服装。武器有攻击加成，并且会注明发射几颗炮弹；服装除了初始服装，其他服装都有“闪避产生的发热量减少”属性。
游戏中有主动技能，和被动技能。区别于普通的RPG游戏，该游戏只能装备四个主动技能。在战斗时按住R键，再按对应的右手按键，就会释放该技能。其中大部分是攻击技能，很少的几个技能是功能性的技能，比如重置其他所有技能的冷却、增加攻击或者防御、发热量重置为0等。被动技能在菜单中可以选择“OFF”或“ON”来选择不启用或者启用该被动技能，来触发某些效果，或增加某些buff。一般为了属性加成或者一些实用功能，会全部开启，但一些特殊任务或者达成成就的过程中会要求关闭一些被动技能。
在PSP平台上很难做出操作感十足、画面又华丽的战斗系统，所以该游戏采用半动作类模式，其中附带一些策略类和回合制游戏的影子。战斗时右下角是HP，HP下面是发热量。HP归零主角会死亡，游戏失败。当发热量达到100%时主角不能行动，要等待发热量归零时才可再次行动。摇杆或方向键移动准星，□键射击，×键防御，○闪避，L键呼出道具栏（此时时间静止），按住R键右上方技能栏弹出，再按△、□、×、○会释放对应的技能。
