Op de Wii combineert Sonic Colours de tweedimensionale gameplay uit de originele Sonic-games met de 3D-gameplay uit de Sonic Adventure-games. De camera schakelt regelmatig in een vloeiende beweging tussen deze twee dimensies. Sonic moet door verschillende levels die op amusementsparken zijn gebaseerd rennen en kan verschillende nieuwe moves gebruiken om de levels te verkennen en vijanden te verslaan.