Тайна Наутилуса основана на произведении Жюля Верна "20000 лье под водой". У игры самостоятельный сюжет. В 21 веке судно USS Shark во время выполнения миссии находит подводный каменный шельф. Под ним случайно обнаруживается подводная лодка. Ею оказывается та самая субмарина, которой когда-то управлял сам капитан Немо. Один из членов команды хочет изучить находку изнутри, но руководство запрещает ему. Тогда молодой океанолог угоняет батискаф и спускается навстречу приключениям.

The Secret of the Nautilus относится к тем квестам старой школы, где не реализовано полноценное перемещение по миру. Герой моментально телепортируется между практическими статичными экранами. Мы, управляя им, наблюдаем за происходящим от первого лица и можем свободно вращать камеру. Игра вынуждает заниматься пиксель-хантингом, поскольку нужные для прохождения предметы часто сливаются с фоном.

Геймплей покажется знакомым тем, кто играл в Myst. Протагонист совершает скачки по точкам, решает головоломки, взаимодействует с окружением и т. п. Так как ученому удалось состыковаться с огромной подлодкой, то действие происходит внутри неё. Он находит на борту много голографических записей, созданных самим капитаном. Также научный сотрудник обнаруживает присутствие искусственного интеллекта.