O jogo se passa em um futuro distópico no qual a Terra é controlada por sindicatos corporativos. Pessoas ansiosas para se libertar de seu domínio colonizam outros planetas. Em uma dessas colônias é descoberta uma poderosa tecnologia usada por uma raça extinta. Um dos sindicatos corporativos, DN, faz engenharia reversa da tecnologia e a usa para projetar robôs de batalha chamados Virtuaróides. Ao testar esta nova tecnologia, o computador central no complexo de teste torna-se autoconsciente e ativa o Canhão do Sol, com a intenção de usá-lo para destruir a civilização. DN designa seu pessoal de topo para assumir o controle de vários Virtuaróides e usá-los para desligar o computador desonesto.
O Virtual-On é configurado de forma semelhante a um jogo de luta Versus. Dois Virtuaróides (Mecha) se enfrentam em um palco. O(s) jogador(es) usa(m) uma variedade de armas de fogo, explosivos, armas brancas e outras técnicas para destruir o inimigo por um determinado número de rodadas, geralmente uma única batalha, ou duas de três rodadas, como jogos de luta.
O jogo foi feito para ser jogado com uma configuração de dois joysticks, conhecidos como twin-sticks. Cada stick está equipado com um gatilho e um botão na parte superior do stick.