Pool Master 3D ist ein Logik-Puzzle-Spiel, das auf dem klassischen Billard basiert. Anstelle von Billardspielen, wie z. B. Billard oder Voll- und Streifenbillard, behandelt der Spieler eine weiße Spielkugel eher wie eine Minigolfkugel, die er in Kanäle und in Löcher lenken muss, die in die Oberfläche des zweifarbigen Schachbretts eines Billardtisches gegraben wurden. Mit dem Spielball werden auch andere Billardkugeln, einschließlich der 8, in leere Löcher gestoßen und gelenkt.
Jedes Mal, wenn es dem Spieler gelingt, alle Kugeln zu versenken, erhält er Münzen, mit denen er andere Kugeln kaufen kann. Insgesamt können 18 Bälle und runde Objekte freigeschaltet und verwendet werden, darunter ein Fußball, ein Basketball, ein Strandball, ein Globus, ein gelber Smiley, ein lila Planet mit weißen Ringen und ein Garnball. Der Spieler erhält am Ende jedes Levels und auf dem Kugelbildschirm Münzmultiplikatoren, wenn er Werbung sieht. Er kann auch ein Level mit einer Werbung überspringen.
Allerdings ist Pool Master 3D nicht schwierig genug, um das Überspringen zu rechtfertigen. Der Spieler muss lediglich die Kugeln in die richtigen Richtungen auf geraden, gebogenen und überlappenden Bahnen und in die Löcher lenken. In einigen Levels kann die Farbe des Spielfelds und der Kugeln die Entscheidungen des Spielers erschweren, z. B. wenn der Spieler dunkelblaue Kugeln gegen ein nur geringfügig helleres zweifarbiges blaues Spielfeld versenken muss. Doch das Spiel bietet sogar eine Rückgängig-Taste, um die Kugeln neu zu positionieren.