Pensé pour réunir jusqu'à quatre joueurs sur le canapé, Tiny Brains voit quatre animaux de laboratoire obligés de coopérer pour s'échapper de différentes cages. Chaque bestiole n'est capable d'effectuer qu'une seule action. La chauve-souris peut pousser des objets, la lapin peut les tirer, le hamster peut créer un mur de glace, tandis que la souris peut utiliser la téléportation pour échanger sa place avec un objet.

Si le jeu est pensé pour le coopératif, un mode solo sera aussi implémenté avec des niveaux adaptés pour l'occasion.