Pair Up 3D is een sorteer- en bijpassend puzzelspel. De speler probeert zo veel mogelijk punten te verdienen door snel voorwerpen te vinden en te koppelen op verschillende plaatsen thuis, op school en in het openbaar. Elke keer dat ze hun taak voltooien, ontgrendelen ze nieuwe plaatsen en voorwerpen om te sorteren en te koppelen.
Het spel begint in de Hobbykamer. De speler moet bijvoorbeeld muziekinstrumenten en bijbehorende spullen sorteren en bij elkaar zoeken, zoals cassettebandjes, draadloze microfoons, drumstellen, elektrische gitaren, traditionele panfluiten en statieven voor bladmuziek. Vrij te spelen plaatsen zijn onder andere de kinderkamer, school, boerenmarkt, slaapkamer, kelder, keuken, eetgelegenheid, sportschool en woonkamer.
In elke kamer moet de speler de voorwerpen op de vloer sorteren om paren te vinden. Vervolgens sleept hij elk van de gepaarde voorwerpen naar de gesloten zilveren deuren van een stortkoker onder in het midden van het scherm. Zodra ze twee voorwerpen aan elkaar koppelen, gaan de deuren open en verdwijnen de voorwerpen uit het zicht.
Pair Up 3D zorgt ervoor dat de speler zijn taken voltooit tijdens het getimede spel. Als de speler de klok verslaat, verdient hij ook bonus- en vermenigvuldigingspunten. Tot slot bevat het spel minispellen (Math Game, Attention Game, Word Game en Link Game) die extra punten opleveren.
