Project Gotham Racing 4 es un juego de carreras arcade creado con gráficos tridimensionales. La jugabilidad es similar a la de partes anteriores de la serie e implica la participación en competiciones de carreras que tienen lugar en pistas especializadas en ciudades reales de todo el mundo. Project Gotham Racing 4 presenta 9 ubicaciones, cada una de las cuales contiene un número determinado de pistas: Quebec, Las Vegas, Londres, Macao, Nueva York, Nurburgring, San Petersburgo, Tokio y Shanghai. Las principales innovaciones, en comparación con partes anteriores de la serie, fueron la presencia de diferentes condiciones climáticas (incluidas las precipitaciones y las estaciones) y las motocicletas como vehículos además de los automóviles.