Pokémon Sun, samen met Pokémon Moon, markeert het begin van de zevende generatie van de Pokémon-franchise. De game speelt zich af in de regio Alola, een archipel waarvan de cultuur, geografie en inheemse fauna zijn gebaseerd op die van Hawaï. Een aantal van Alola’s inheemse Pokémon zijn nog nooit eerder gezien, waardoor het totale aantal Pokémon-soorten in de serie op meer dan 800 komt.
Het verhaal volgt een aanpasbare protagonist die net naar de regio is verhuisd en zijn eerste Pokémon heeft gekregen. Wat verschilt van eerdere delen, is dat Alola in plaats van de gebruikelijke uitdaging om acht Gyms te verslaan, gastheer is van de eilanduitdaging, waarin trainers zeven beproevingen moeten doorstaan die veel andere vaardigheden testen naast gevechtsbekwaamheid. Pas nadat de zeven beproevingen zijn voltooid en de vier eiland-Kahunas zijn verslagen, kan een trainer een kampioen worden genoemd. Terwijl het personage van de speler aan zijn eilanduitdaging begint, worden ze vergezeld door een lokale jongen genaamd Hau, een andere nieuwkomer in Alola genaamd Lillie, en de mysterieuze Pokémon Cosmog die onder Lillie’s bescherming staat. De groep wordt gedwongen om af te rekenen met Team Skull, een groep schurken die kleine misdaden begaan onder leiding van hun meedogenloze baas; de Aether Foundation, een natuurbeschermingsgroep met connecties met Cosmog; en gevaarlijke, buitenaardse wezens genaamd de Ultra Beasts.
Zoals gebruikelijk voor een nieuw paar Pokémon-games, hebben Sun en Moon een aantal nieuwe en verbeterde functies. HM’s worden nu vervangen door Ride Pokémon, die in de loop van het verhaal worden ontgrendeld en op elk moment kunnen worden opgeroepen om transport te bieden en obstakels te verwijderen. Met Hyper Training kunnen spelers de individuele waarden van hun Pokémon verhogen, verborgen waarden die van invloed zijn op het potentieel van een Pokémon voor stat-groei en die anders onveranderlijk zijn. De nieuwe Battle Royal-modus zet vier trainers tegen elkaar op in een free-for-all-gevecht waarbij het doel is om de meeste KO’s te scoren terwijl je probeert om je eigen Pokémon niet te laten flauwvallen. Een groep eilanden genaamd Poké Pelago stelt de Pokémon van de speler in staat om te spelen en items te verzamelen terwijl ze niet in de actieve groep zitten, en elk eiland kan worden geüpgraded om meer en betere beloningen te bieden. Tot slot is er een locatie genaamd Festival Plaza, die fungeert als multiplayerhub en functies van de Join Avenue- en PSS-systemen uit eerdere games combineert.