In Call of Duty: Black Ops volg je de elite-eenheden genaamd Black Ops. Deze groep leden van de geheime eenheid van het leger voeren in het geheim missies uit. In deze Call of Duty wordt er dus ingegaan op onconventionele oorlogsvoering en niet op de traditionele manier van oorlog voeren.

Single player
Het is de periode van de Koude Oorlog. Verdeeld over diverse omgevingen ga je de strijd aan. Het avontuur voert je van Vietnamese jungles naar de ijsvlaktes in het Oeralgebergte. Achter de vijandelijke linies moet je met beperkt wapentuig de missies tot een goed einde brengen in deze First-Person Shooter.

Multiplayer modus
Spelers kunnen het online tegen elkaar opnemen in de multiplayer modus van Call of Duty: Black Ops. Het Online Perks systeem zorgt er hier voor dat je speciale vaardigheden kunt kiezen die passen bij jouw speelstijl. Via de splitscreenoptie is het bovendien mogelijk om met twee mensen op één PlayStation tegelijk online te spelen. Ook is er een zombiemodus waarin één of twee spelers samen op een spelcomputer kunnen spelen om het op te nemen tegen hordes aan zombies. Met een online verbinding is deze te spelen met vier spelers tegelijk.