Summer Athletics: The Ultimate Challenge é uma coleção de eventos esportivos baseados nos Jogos Olímpicos de Verão. Possui 26 modalidades divididas em sete modalidades: natação, salto, arremesso, ciclismo, corrida, salto em plataforma e tiro com arco. O manejo é semelhante para todos eles: movimentos rítmicos para manter o atleta em movimento e quick time events (pressionar um botão quando ele aparece na tela) para realizar determinadas ações. Os movimentos rítmicos mencionados dependem do dispositivo de entrada que o jogador usa, por exemplo, no evento de natação, o jogador precisa pressionar dois botões alternadamente ao usar um teclado e girar os manípulos analógicos ao usar um gamepad.
O jogo apresenta um modo de carreira básico onde o jogador ganha uma quantidade fixa de pontos de experiência após cada evento que pode ser reinvestido em estatísticas melhoradas. Existe também um modo arcade opcional onde os jogadores têm à sua disposição os chamados boosts para melhorar o desempenho do seu atleta por um curto período de tempo.