Kim Possible: Mission: Improbable von Disney ist ein zeitlich begrenztes Spionage-Abenteuer mit kooperativem oder Koop-Spiel und einzigartigen Nebenrätseln. Athena hat überall in Middleton, USA, Schleimbomben versteckt. Es ist die Aufgabe von Kim und Ron, jede Bombe zu finden und die High School zu erreichen, um Athena aufzuhalten. Der Spieler absolviert Level-ähnliche Missionen.
Der Spieler kann während des Spiels zwischen Kim und Ron wechseln. Jeder Charakter erhält insgesamt drei Leben. Wenn der Spieler während einer Mission einen Fehler macht, verliert eine Figur nur einen Teil ihres Lebens. Der Spieler muss auch oft zwischen den Charakteren wechseln, um ihre einzigartigen Fähigkeiten zu nutzen. Kim kann zum Beispiel auf einen Feind springen, Parkourmanöver in einer Lücke zwischen zwei Wänden durchführen und einen Enterhaken benutzen. Ron kann sein Jetpack benutzen, um einen höher gelegenen Bereich zu erreichen und mit Hilfe von Rufus Computersysteme zu hacken.
Kim Possible: Mission: Improbable bietet auch eine Diamantensammelherausforderung und Achievements. Bei ersterem steuert der Spieler die Charaktere, um alle schwebenden Diamanten in einem Level einzusammeln. Bei letzterem erhalten sie Auszeichnungen für verschiedene Dinge, wie das Besiegen einer bestimmten Anzahl von Feinden oder eines bestimmten Feindes, das Sammeln einer bestimmten Anzahl von Spielsteinen und das Abschließen des Spiels.
