L'intrigue implique une planète mécanique artificielle nommée Eden, qui après que son noyau de superordinateur appelé Major commence à mal fonctionner, utilise ses systèmes de défense et ses machines pour détruire ce qui reste de l'humanité. En réponse, un chasseur nommé Leo est déployé pour détruire Eden. Leo propose un gameplay similaire à ses prédécesseurs ; le joueur (ou les joueurs) vole à travers chaque étape, détruisant les formations d'ennemis en mouvement constant et évitant leurs projectiles et obstacles. Il y a six étapes au total, qui deviennent de plus en plus difficiles au fur et à mesure que le joueur progresse. Les étapes comprennent des déserts, des jungles tropicales et des cuirassés spatiaux abandonnés. Chaque étape a également un boss massif qui doit être vaincu en détruisant son point faible.
Leo présente de multiples écarts par rapport à la structure de jeu R-Type. Le changement le plus notable est la suppression de la Force, un élément de bouclier des opus précédents qui agi également comme une source supplémentaire de puissance de feu. Le joueur reçoit à la place deux satellites Psy-Bit qui les suivent et tirent sur les ennemis. Il existe des bonus qui peuvent être collectés pour permettre au Leo d'accéder à de nouvelles armes. Les types d'armes incluent un faisceau laser puissant, un tir à tête chercheuse et un laser qui se réfléchit sur les murs.
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