F1 Race Stars bevat een carrièremodus met drie moeilijkheidsgraden. Ook biedt de game verschillende doelen die behaald moeten worden, zoals time trials en races waarin door poorten gereden moet worden. Vier spelers kunnen het tegen elkaar opnemen in splitscreen en tot twaalf spelers kunnen spelen in de online multiplayer. De game maakt gebruik van RaceNet zodat spelers hun informatie en die van andere spelers kunnen vergelijken.
Formule 1-racers als Fernando Alonso en Lewis Hamilton worden in F1 Race Stars als karikaturen weergegeven en racen op overdreven vormgegeven circuits met grote sprongen en loops. Daarnaast bevat de game power-ups. Alle officiële licenties van de wagens zitten in de game.