Tidus is een jonge atleet die in de futuristische stad Zanarkand woont – “de stad die nooit slaapt”. Hij speelt blitzball, een balspel waarbij spelers de bal gooien terwijl ze rondvliegen. Plotseling gebeurt er een vreselijke ramp. Een enorme donkere golf overspoelt de stad en brengt monsters voort. Tidus komt in contact met het mysterieuze wezen en komt daardoor in een andere wereld terecht, duizend jaar in de toekomst. De beschaving waaraan hij gewend is, bestaat niet meer. Hij ontdekt dat de wereld die hij kende, werd vernietigd door Sin, een verschrikkelijk wezen waarvan wordt aangenomen dat het onverwoestbaar is. Tidus ontmoet een jonge summoner genaamd Yuna, en sluit zich bij haar aan als voogd op haar zoektocht om een einde te maken aan Sin.
Final Fantasy X is een rollenspel in Japanse stijl dat zich afspeelt in een wereld die enigszins lijkt op Zuid-Azië. Alleen individuele locaties kunnen fysiek worden verkend; er is geen “wereldkaart” in het spel en de verkenning is redelijk lineair. Vijandelijke ontmoetingen zijn willekeurig; de game verlaat de traditionele ATB-gevechten (active-time battle) uit de serie ten gunste van een Conditional Turn-Based Battle-systeem, waarin de beurten van de deelnemers worden bepaald door de statistieken en acties van personages, waarbij de beurtvolgorde in de bovenhoek wordt weergegeven van het scherm.
Het spel wijkt ook af van het gebruikelijke level-up-systeem. Er zijn geen karakterniveaus in het spel: in plaats daarvan kunnen ervaringspunten die na gevechten worden ontvangen, rechtstreeks door de speler worden toegewezen om de parameters van de personages te upgraden. Elk personage heeft zijn of haar speciale “bolkaart”, met rechte of vertakkende paden met plekken die de persoonlijke statistieken van het personage vergroten, of hem of haar actieve en passieve vaardigheden leren. De personages krijgen verschillende klasse kenmerken en het is mogelijk om tijdens hetzelfde gevecht tussen alle groepsleden te wisselen. Monsteroproep (in het spel aeons genoemd) gedragen zich nu als speelbare personages, hebben hun eigen hitpoints (HP) en kunnen voor de partij vechten totdat ze worden verslagen.
Gesprekken die tijdens tussenfilmpjes plaatsvinden, hebben voor het eerst in de serie voice-overs. De game bevat verschillende minigames, waarvan de meest prominente blitzball-toernooien zijn.