Luigi’s Mansion: Dark Moon é um jogo de ação e aventura em que o personagem principal é Luigi , enviado pelo Professor E. Gadd para explorar mansões assombradas abandonadas e capturar fantasmas hostis usando o Poltergust 5000, um aspirador de pó especializado.No modo single-player principal , o jogador explora cinco mansões diferentes projetadas em torno de um tema específico, como uma estufa coberta de mato e uma fábrica de relógios construída sobre um sítio arqueológico, para recuperar o fragmento da Lua Negra escondido dentro dela.
A exploração através de uma mansão é dividida em vários níveis baseados em missões que se concentram na conclusão de uma série de objetivos, como recuperar um objeto, acessar uma sala específica ou derrotar um chefe fantasma mais forte.Ao final de cada missão, o jogador é pontuado com base em vários fatores, como tesouros e fantasmas coletados. Se Luigi sofrer muito dano de ataques fantasmas ou perigos ambientais e perder todos os seus pontos cardíacos , ele desmaiará e o jogador deverá reiniciar a missão. Se o jogador encontrar e coletar um osso dourado, Luigi será revivido e continuará a missão em vez de recomeçar. A tela sensível ao toque do Nintendo 3DS mostra um minimapa do layout da mansão, com a localização das portas trancadas e destrancadas. O personagem Toad acompanha Luigi em determinadas missões. Quando o jogador obtém o fragmento Dark Moon escondido em uma mansão, ele pode avançar para a próxima mansão
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