Alien Invasion è uno sparatutto a schermo fisso basato su Space Invaders ma con alcune aggiunte al gameplay. Ci sono dodici diversi invasori nel gioco, compreso uno che richiede due colpi per essere ucciso. Gli invasori hanno tre diversi tipi di bombe: bombe normali, che cadono dritte, bombe rotanti, che cadono in diagonale, e bombe homing, che cercano il giocatore. Una differenza notevole rispetto a Space Invaders è che i vecchi scudi sono spariti. Invece, la base laser ha uno scudo incorporato che può essere attivato per la protezione. Il giocatore inizia con due scudi e ne ottiene di nuovi all'inizio di ogni nuova ondata. Gli UFO fungono da navi di rifornimento e lasciano cadere a caso dei power-up che il giocatore può raccogliere. I power-up includono vite extra e scudi, impedendo agli invasori di muoversi o di lanciare bombe e razzi mobili. C'è anche un power-up che rende gli invasori invisibili.
Il gioco è anche dotato di editor che permettono al giocatore di cambiare sprites e formazioni di onde.
