Dans Nanostray, les joueurs prennent le contrôle d'un vaisseau spatial dans un univers futuriste où ils doivent naviguer à travers des niveaux remplis d'ennemis et d'obstacles. À chaque étape, ils peuvent améliorer leur vaisseau en personnalisant et en augmentant ses capacités en temps réel grâce à l'écran tactile de la Nintendo DS. Le jeu propose un mode solo captivant, mais également une expérience coopérative prenant en charge jusqu'à deux joueurs en mode wi-fi, offrant ainsi une dynamique de jeu pleine d'action et de stratégie.