Tommy est un mécanicien cherokee coincé dans une réserve indienne avec sa petite amie Jen, sans aucun avenir. Sa vie est totalement bouleversée le jour où un gigantesque vaisseau vient emporter le toit du bar de la réserve et le capturer lui, Jen et son grand-père Enisi. Plongé dans un univers inconnu à l'ambiance glauque (murs organiques, décors sanguinolents), il tentera alors de retrouver ceux qui lui sont chers pour quitter cet enfer extraterrestre à l'aide de ses pouvoirs spirituels.
Prey intègre de nouveaux concepts très originaux pour un FPS. Il est par exemple possible d'inverser la gravité dans une salle afin de pouvoir marcher au plafond ou sur les murs. Ainsi, il n'est pas rare d'être confronté à un ennemi qui ne se trouve pas sur le sol, mais plutôt au plafond ou sur les murs. Les différentes zones d'une même carte pouvant avoir des sens de gravité différent, il est donc difficile de se faire une représentation spatiale du niveau. Des portails qui ont le rôle de porte permettent de se téléporter en ayant une vision du lieu d'arrivée mais permettent également aux ennemis d'apparaître brusquement devant le joueur suite à l'ouverture d'un portail temporaire. Le joueur peut aussi se déplacer par l'esprit. Ce corps spirituel peut se déplacer là où le corps physique ne peut pas aller, afin de ramasser une arme ou activer un interrupteur.