In Kerbal Space Program heb je de leiding over het ruimteprogramma van het buitenaardse volk, de Kerbals. Je kunt allerlei onderdelen gebruiken om je eigen ruimteschip te bouwen dat vliegt (of niet) op basis van realistische aerodynamica en natuurwetten. Schiet je Kerbal-crew de ruimte in (en probeer ze in leven te houden) om manen en planeten in het Kerbol-stelsel te verkennen. Bouw ruimtestations en bases om het bereik van je expeditie te vergroten.
Kerbal Space Program bevat drie spelmodi. In spelmodus Wetenschap voer je ruimte-experimenten uit om nieuwe technologieën te ontwikkelen en zo de kennis van de Kerbal te vergroten. In spelmodus Carrière beslis je over alle aspecten van het ruimteprogramma, waaronder constructie, strategie, financiën, verbeteringen en meer. In spelmodus Sandbox kun je je eigen ruimteschip bouwen met alle onderdelen en technologieën uit het spel.