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Au niveau du scénario, le jeu se déroule en 2027 à Shanghai, avant les évènements des deux premiers opus. Le joueur incarnera un certain Adam Jensen, officier de sécurité de son état. Employé dans un laboratoire spécialisé en modifications biomécaniques, il se retrouve mêlé à une sombre histoire lorsque des commandos pénètrent dans les locaux qu'il était chargé de surveiller.
Niveau gameplay, Deus Ex 3 sera clairement un jeu d'action en vue subjective, avec moins d'éléments RPG et des séquences à la troisième personne pour réaliser certaines actions (à la manière des Chroniques de Riddick). De la même façon, le jeu intègrera un système de couverture popularisé par Gears of War.
Les implants bio qui étaient présents dans les précédents opus seront ici remplacés par des implants mécaniques, visibles sur le corps en temps réel.
Eidos Montréal prétend être au courant des erreurs du catastrophique second opus, et tente de corriger le tir. Exit les combats gérés par les stats de votre personnage, cette fois c’est du bon vieux skillz de roxXor de FPS qui fera toute la différence. Et enfin terminé la gestion problématique de votre santé, cachez vous derrière une caisse et vous serez guéri de toutes vos blessures, à la Call of Duty.