В процессе игры можно использовать энергию различных типов Виспов, чтобы расширить способности Соника, и тем самым пройти некоторые части уровней или исследовать новые области. В версии для Wii cуществует восемь видов Виспов, а в версии для DS — шесть, но у каждого есть свои особенности. Кроме того, на самих уровнях Соник может превратиться в свою супер-форму, став первой трёхмерной игрой серии, где можно применить данную функцию. Для разблокирования этого геймплейного элемента, нужно собрать 180 колец и пройти третьи акты всех зон симулятора. Превращение становится доступным после сбора 50 колец и нажатия клавиши «Z». В симуляторе и в битвах с боссами использовать супер-форму нельзя. Как и в прошлых играх, в конце уровня происходит подсчёт результатов, и оценивание рангами от S до D. Нововведением в Sonic Colors стало присутствиет 5 красных колец, которые спрятаны в секретных местах. Сбор красных колец открывает функцию «Infinite Boost» (Бесконечное ускорение). При большой скорости можно делать экстремальные трюки. В миссиях в версии игры на DS нужно лишь найти недостающие красные кольца.

В Wii-версии присутствует многопользовательский режим «Sonic Simulator» (Симулятор Соника), в котором игроки управляют роботами, похожими на Соника, и проходят через несколько уровней. Имеется также возмозможность играть персонажем Mii. Этот режим доступен после сбора красных колец, спрятанных на уровнях.

Игрокам также доступен режим «Challenge», где можно непрерывно играть и заносить своих результаты в онлайн-таблицу лидеров. В DS-версии доступны Специальные этапы, которые требуют от игрока собрать сферы определённого цвета. После сбора всех Изумрудов Хаоса открывается дополнительная концовка. Эта версия также имеет миссии, прохождения заданий за определённое время и многопользовательский режим, а также различные концепт-арты, которые можно открыть, собирая красные кольца. Обе версии игры имеют онлайн-таблицы лидеров.

Виспы

В Sonic Colors игрок получает возможность использовать различную энергию, используя силы маленьких разноцветных существ, называемых Виспами (Wisps). Они встречаются на протяжении всей игры. Их можно найти в капсулах. При освобождении, Висп переходит к Сонику, и его можно использовать в любой момент. Однако он может исчезнуть, если им долго не пользоваться. К ним относятся Белое Ускорение (White Boost), помогающие Сонику ускоряться и притягивать кольца на небольшом расстоянии; Жёлтая Дрель (Yellow Drill), способный рыть землю и плыть в воде быстрее, чем обычно, ему также присуще умение разрушать чёрные светящиеся ящики и двигаться по трубам; Оранжевая Ракета (Orange Rocket), которая может разрушать жёлтые ящики и Бирюзовый Лазер (Cyan Laser), помогающий Сонику двигаться с высокой скоростью. В каждой из версий игры также присутствуют эксклюзивные Виспы. В Wii-издании это Розовые Шипы (Pink Spikes), помогающий герою продолжать движение по стене или потолку уровня; Фиолетовое Безумие (Purple Frenzy), годящийся для атаки на врагов и разрушения чёрных светящихся ящиков; Синий Куб (Blue Cube) также разрушает находящиеся поблизости чёрные светящиеся ящики и роботов и Зелёное Зависание (Green Hover) помогающий найти бонусы и может мчаться по цепочке колец.

DS-версия Sonic Colors включает в себя таких Виспов, как Лиловая Пустота (Violet Void) и Красный Взрыв (Red Burst). Первый Висп похож на воронку, заглатывающую всё, что плохо лежит и увеличивается в размерах; второе инопланетное существо является огненным «шаром», который может прыгать, взрываясь и также прыгать в воздухе.