Het derde spel in de DOOM-serie neemt spelers mee door de diepten van de Hel, waar technologie en demonen elkaar ontmoeten. Dit keer ligt de nadruk echter meer op horror-elementen dan in de voorgaande games van de serie.
Doom 3 speelt zich af in het jaar 2145, op Mars. Je begint als een onbekende marinierssoldaat die naar de Rode Planeet wordt gestuurd, waar een bedrijf genaamd The Union Aerospace Corporation geheime experimenten uitvoert op basis van de technologie van oude buitenaardse wezens. De mensen rondom de basis staan op scherp en er is iets niet in orde. Je ontvangt je eerste simpele missie en zodra je vertrekt, begint het echte avontuur.
Deze derde grote release van de Doom-serie richt zich vooral op de singleplayer-ervaring. Zoals in de meeste First Person Shooter-games, richt je, schiet je en ren je... De vijanden zijn zombificeerde mensen van de basis of demonen rechtstreeks uit de Hel. Doom 3 is visueel veel donkerder dan de vorige games – je kunt een zaklamp gebruiken in donkere gangen, maar je moet kiezen tussen verschillende wapens en de zaklamp (de marinier kan ze niet tegelijk gebruiken).
Het spel bevat ook een multiplayer-modus met vier verschillende speelmodi voor vier spelers.