Sonic Generationsin välittömästi tunnistettavat ympäristöt, jotka sijoittuvat 20 vuoden Sonic the Hedgehog -videopelihistorian kolmeen merkittävään aikakauteen, on rakennettu uudelleen upeassa HD-tarkkuudessa, ja niitä voi nyt pelata sekä klassisella, vuoden 1991 sivuttaisvieritys 2D:llä että modernilla 3D-tyylillä, joka on nähtävissä Sonicin viimeisimmissä seikkailuissa. Sonic Generationsin jokaisella Sonicin inkarnaatiolla on oma erikoisliikkeensä, Spin Dash ja Spin Attack Classic Sonicille ja Homing Attack ja Sonic Boost Modern Sonicille. Innovatiivinen uusi interaktiivinen valikkojärjestelmä mahdollistaa täydellisen uppoutumisen Sonicin universumiin, jossa suosikkihahmot ja piilotetut aarteet paljastuvat vähitellen pelin aikana.