Молодому человеку по имени Кроно предстоит беззаботный день: он планирует отправиться на Ярмарку Тысячелетия, где его подруга Лукка намерена продемонстрировать свое новейшее научное изобретение: телепорт. По прибытии Кроно встречает молодую девушку по имени Марл, которая добровольно вызывается первой протестировать новое устройство Лукки. Однако кулон Марл загадочным образом воздействует на механизм телепорта, и в результате она телепортируется на четыреста лет в прошлое. Кроно и Лукка быстро воссоздают временной портал и следуют за Марл. Они узнают, что ее неожиданное появление внесло некоторую путаницу, и приступают к исправлению ошибки, что, в свою очередь, приводит к непредвиденным последствиям, в конечном итоге вынуждающим героев путешествовать в разные периоды времени и менять историю мира.
Chrono Trigger - ролевая игра в японском стиле, в которой игрок берет на себя управление отрядом, состоящим до семи персонажей, развивая боевые навыки его участников и управляя их снаряжением. В игре нет случайных встреч: все враги либо явно ходят по полевым картам, и игрок может их избежать, либо ждут, чтобы устроить засаду группе. Когда игрок перемещает персонажей по карте мира, встреч с врагами не происходит.
В игре используется боевая система ATB (битва в активном времени) из игр Final Fantasy в качестве одного из вариантов боевого стиля, предлагаемых игроку вначале. Другая выбираемая боевая механика приостанавливает бой всякий раз, когда игрок обращается к меню, эффективно удаляя элемент реального времени и делая сражения полностью пошаговыми.
По мере того, как персонажи становятся сильнее, их параметры увеличиваются, и они изучают новые «технологии» - специальные мощные атаки и маневры, использование которых в бою стоит им магических очков. Техники могут быть нацелены на определенное формирование врагов (например, на линию) и могут использоваться тактически в зависимости от положения врагов в бою. Персонажи могут применять технологии индивидуально или выполнять двойные или тройные технологии, где каждый персонаж вносит технологию, которая объединяется с одной или двумя другими, чтобы вызвать мощную атаку.
Как только персонажи, управляемые игроком, обретают возможность свободно перемещаться между периодами времени, сюжет игры развивается нелинейно. С этого момента игрок может решить сразиться с последним противником игры в бою и завершить историю или выполнить другие сюжетные квесты. В зависимости от момента истории, когда игрок решает приступить к финальной битве, игра может завершиться тринадцатью разными концовками. Опция «Новая игра +» позволяет игроку начать игру заново после ее предыдущего завершения, перенося уровни, технологии и снаряжение персонажей.
Версия для PlayStation включает вступительный фильм и кат-сцены в стиле аниме, режим «кинотеатра», который позволяет игроку пересматривать эти фильмы и слушать песни из игры, а также открываемый бестиарий, карты подземелий и художественную галерею. Версия для Nintendo DS сохраняет эти изменения и добавляет два новых подземелья и новый возможный финал, предвещающий события Chrono Cross.