Cat Sorter Puzzle is een sorteerspel met verschillende soorten katten in plaats van kleuren vloeistof. De speler kan kiezen uit vier speltypen (klassiek, meditatie, kleverig, tijdmodus en uitdagingen). Elke modus biedt een unieke draai aan het traditionele spel. De speler wint elk level door verschillende kattenrassen en -kleuren te sorteren in stapels van één ras en één kleur op antieke stoelen met een hoge rug die een beetje lijken op omgekeerde reageerbuizen.
Met de optie Klassiek sorteert de speler de katten om gouden munten met witte sterren te verdienen volgens de traditionele sorteerregels. Met Sticky sorteert de speler een hele groep als hij één kat uit de groep selecteert. Met de Tijdmodus voltooit de speler het sorteren binnen een bepaalde tijd, bijvoorbeeld 12 seconden, zoals aangegeven in het midden onderaan het scherm. Met Uitdagingen voltooien ze taken om drie sterren te verdienen. Ze kunnen alleen alle onderdelen van het speltype Uitdagingen ontgrendelen door een bepaald aantal klassieke levels te voltooien.
Cat Sorter Puzzle maakt het spel op verschillende manieren moeilijker. In sommige levels krijgt de speler stoelen van verschillende hoogtes, wat betekent dat hij eerst het kleinste aantal katten van één ras en kleur moet bepalen en op basis daarvan moet sorteren. Bovendien moet de speler in sommige levels katten op specifieke stoelen sorteren op basis van de kleur van de zitkussens.
De speler gebruikt zijn munten om katten en stoelen te upgraden. Ze kunnen ook tot negen verschillende achtergronden kopen. Ze krijgen mogelijkheden om meer munten te verdienen via een dagelijkse bonus en katvormige schatkisten.