Treasures of the Sea is een match-3 puzzelspel waarin de jacht op piratenschatten over 40 levels van verlaten tropische eilanden centraal staat. De speler krijgt een missie om per level specifieke aantallen en soorten voorwerpen te vinden op een bord waarop verschillende schatten en wapens staan afgebeeld, waaronder bommen, edelstenen, rollen, zwaarden, explosieven en kisten. Ze moeten drie dezelfde piratenvoorwerpen in een rij of kolom bij elkaar zoeken om de stukken van het bord te verwijderen.
Elk level biedt een andere uitdaging. De speler moet misschien een bord leegmaken met voorwerpen die geen verband houden met een missie om de gewenste voorwerpen op het bord te laten verschijnen. Het spel laat extra verborgen voorwerpen van boven het bord vallen in de gaten die ontstaan door het verwijderen van voorwerpen. Sommige borden hebben gaten of blokken die de creatie van een lijn verhinderen. De speler moet om deze obstakels heen werken.
Treasures of the Sea biedt booster play via powerups. De speler kan bijvoorbeeld een vuur en bliksem powerup gebruiken om een rij en kolom tegelijk uit te schakelen of een elektrische powerup die willekeurig items met elektriciteit verwijdert. Als de speler geen zetten meer heeft, moet hij het level opnieuw beginnen.