プレイヤーが操作するのは、カメレオン・スーツを着た怪盗とネコのような少女

「怪盗レオン」は、特殊なスーツ（カメレオン・スーツ）をまとった怪盗を操作し、警戒厳重な施設からお宝を盗み出す、ステージクリア型のアクションゲーム。カメレオン・スーツを着けることにより、壁に張り付いたり、壁の色に合わせて色を変えたりできるようになる。途中からはネコの鳴き真似や空中ジャンプのできる少女が加わる。二人のキャラを切り替えながら、ゲームを進めてゆく。

ゲームの主人公は「怪盗レオン」。数々の悪事を働きながらも、いまだ誰にも姿を見られたことのない謎の大怪盗。レオンには優れたジャンプ力と、壁に張り付くことができ、そのまま自在に移動できる能力がある。壁に張り付いてしばらく経つと、スーツの色が壁と同化し、見張りの目から逃れることができる。

ゲームが進むと、「ツグミ」という名の少女が仲間に加わる。普通の少女だが、レオンから渡された「エア・キッカー」というブーツを使うと、最大三段までの多段ジャンプを行うことが可能。「エア・ホバー」という空中を滑空するテクニックも使える。さらに猫の鳴き真似が得意。一時的に見張りの意識を引きつけて、突破口を開くことができる。

プレイヤーは、レオン、ツグミの二人を操作して敵の監視網を潜り抜け、各エリアの最深部を目指す。

ポイントは二人の能力を最大限に活かせるように切り替えること

操作はキーボードで行う。【←】/【→】キーでキャラの左右移動。レオンが壁に張り付いているときは【↑】/【↓】/【←】/【→】キーで壁の上を上下左右に自在に移動できる。

【Z】キーはジャンプ。ジャンプの高さはキーを押す長さで変化する。ジャンプ中に【←】/【→】キーを押すと、横に遠く飛んだり、空中で方向を変えたりすることも可能。レオンは壁に張り付いた状態からもジャンプできる。

ツグミはジャンプ中、最大2回までエア・キック（再ジャンプ）することが可能。空中で【Z】キーを押し続けるか、【↑】キーを押し続けると、エア・ホバー（空中浮遊）もできる。エア・ホバー中は落下がゆっくりになり、【←】/【→】キーで移動することも可能だ。

【X】キーはアクション。レオンは、キーを押し続けている間、色の付いた壁に張り付くことができる。張り付いた状態でしばらく何もしないでいると「カモフラージュ」機能が働き、壁の色と同化して、見張りの目から逃れられるようになる。【A】/【S】/【D】キーを押すと、赤・緑・青に瞬時に「カラー・チェンジ」することが可能（壁に張り付いていなくても色が変化する）。ツグミは、猫の鳴き真似をする。短時間ながらツグミのいる方向に見張りの注意をひくことができる。

【C】キーはキャラ・チェンジ。操作するキャラをレオンとツグミとで交互に切り替えることができる。

キャラの操作はライトの光を浴びないよう、タイミングを見計らって

ゲームは8ステージ（話数）で構成される。各ステージとも「怪盗パート」の前後に「シナリオパート」が用意され、レオンとツグミ、そしてツグミの幼なじみの少年「バリー」、悪役「ワルサー」たちの物語が綴られてゆく。

「怪盗パート」は、複数のエリア（サブステージ）からなり、どのエリアにも1ヵ所のゴール（出口）が設けられている。誰にも見つかることなく、二人をゴールまで辿り着かせることができれば、エリアクリアとなる（使用キャラがレオンまたはツグミ単独の場合もある）。

エリアによっては、ライトを持った見張りやサーチライトが登場する。ライトで照らされてしまうとゲームオーバー（レオンがカモフラージュしているときは例外）で、当該エリアの最初からやり直し。足を踏み外すなどして底のない穴に落ちてしまってもゲームオーバーとなる。