Ace Combat 04 nabízí arkádový styl hraní s prvky realismu i fantazie. Například, ačkoli hra má realistické ovládání letu a odehrává se v současnosti, letadlo hráče může nést desítky raket v hammerspace a provádět obtížné letecké manévry, jako je létání tunely, a v některých misích se objevují superzbraně, jako jsou masivní railguny. Hra obsahuje kampaň s 18 misemi a multiplayerový bojový režim. Celkem lze odemknout 21 letadel, včetně skutečných i fiktivních, a vybavit je různými speciálními zbraněmi.