Kim Possible: Mission: Improbable de Disney es un juego de plataformas de aventuras y espionaje cronometrado que incluye juego cooperativo y puzles secundarios únicos. Athena ha escondido bombas de limo por todo Middleton, Estados Unidos. Depende de Kim y Ron encontrar cada bomba y llegar al instituto para detener a Athena. El jugador completa misiones de estilo nivel.
El jugador puede cambiar entre Kim y Ron durante el juego. Cada personaje recibe un total de tres vidas. Si el jugador comete un error durante una misión, un personaje sólo pierde parte de una de sus vidas. El jugador también debe cambiar a menudo entre los personajes para usar sus habilidades únicas. Por ejemplo, Kim puede saltar sobre un enemigo, realizar maniobras de parkour en un hueco entre dos paredes y utilizar un gancho de agarre. Ron puede usar su jetpack para alcanzar una zona más alta y piratear sistemas informáticos con ayuda de Rufus.
Kim Possible: Mission: Improbable también incluye un desafÃo de recogida de diamantes y logros. Con el primero, el jugador dirige a los personajes para que recojan todas las fichas de diamantes flotantes de un nivel. Con los segundos, reciben premios por varias cosas, como derrotar a un número especÃfico de enemigos o a un enemigo en particular, adquirir un número determinado de fichas y completar el juego.