Gem Valley es un juego de tres en raya. La protagonista, Emily, adora Gem Valley, su ciudad natal, pero el lugar está muy deteriorado. Necesita la ayuda del jugador para restaurar las estructuras. El jugador gana monedas, materiales de construcción y decoraciones creando grupos de al menos tres gemas iguales en tableros a lo largo de los niveles dentro de un número limitado de movimientos.
Cuando el jugador crea un grupo de tres iguales, el juego elimina las gemas y cualquier objeto cercano que le encargue eliminar, como parches de tierra o racimos de oro subterráneos, y luego rellena los huecos con un flujo de gemas desde la parte superior del tablero. Un aspecto único de este juego es que el jugador a veces debe añadir elementos a las casillas situadas detrás de las gemas. Por ejemplo, puede que tengan que rellenar las casillas con un material violáceo conocido como El Bálsamo.
Gem Valley proporciona numerosos potenciadores. Tres herramientas en la barra lateral vertical derecha permiten al jugador realizar ciertas acciones sin utilizar los movimientos que se muestran encima de la tarea en la barra lateral izquierda. El jugador también puede crear potenciadores combinando más de tres gemas. Por ejemplo, puede crear cohetes con cuatro gemas que explotan un punto al azar o toda una columna o fila. Con cinco gemas, crean una bola arco iris que elimina todas las gemas de un tipo del tablero. Combinando la bola con otro potenciador se duplica el potenciador.
El jugador también recibe monedas y potenciadores a través de un juego de cartas de bonificación diario y de cajas de regalo. Reciben ganancias adicionales y escudos especiales tipo trofeo compitiendo con otros jugadores online en diferentes eventos.