Black Mesa пересказывает события оригинального Half-Life. Игрок вновь оказывается в роли Гордона Фримена, доктора теорфизики, работающего в секретном исследовательском комплексе Black Mesa. После эксперимента, закончившегося катастрофой, на комплекс обрушивается вторжение инопланетян из мира Xen. Одновременно американские военные пытаются скрыть следы противозаконной деятельности комплекса, уничтожая свидетелей произошедшего.
Геймплей в целом повторяет оригинал 1998 года. Это шутер от первого лица с акцентом на сюжете. Игрок исследует локации, уничтожает врагов и решает несложные головоломки. Враги и оружие воссозданы на основе первоисточника. В арсенал входит как обычное, так и экспериментальное инопланетное оружие.
Разработчики полностью переработали графику, текстуры и освещение. Благодаря этому визуальная составляющая стала выглядеть куда современнее и реалистичнее.
