Hatsune Miku: Project Diva F é um jogo de ritmo e a quinta entrada na série Hatsune Miku: Project Diva de jogos de ritmo Vocaloid. Foi também o primeiro jogo da série Project Diva a ser lançado no Ocidente. Como o original, o jogo faz uso principalmente de Vocaloids, uma série de software de sintetizador de canto, e as músicas criadas usando esses vocaloids, principalmente a diva virtual Hatsune Miku. O jogo mantém a mesma mecânica de jogo básica da série, embora com várias novas mudanças, principalmente a adição do símbolo "Estrela" aos símbolos existentes do jogo de cruz, círculo, quadrado, triângulo e setas. O símbolo "Estrela" representa o movimento "Scratch" onde, em vez de pressionar os botões de face como de costume, os jogadores esfregam a tela ou movem o stick analógico, dependendo de qual sistema está sendo usado. "Chance Time" foi modificado em relação às parcelas anteriores, com cada batida bem-sucedida preenchendo um medidor em forma de estrela na parte inferior esquerda da tela. Quando preenchido, ele aciona um símbolo de arranhão final que, se pontuado com sucesso, mudará o resultado da cena. Outra nova mecânica é a mecânica "Zona Técnica". Quando ocorre durante uma música, os jogadores devem manter um combo ininterrupto dentro desse limite de tempo para ganhar pontos de bônus.