系統特色
PSP版《初音未來 -歌姬計畫-》（Hatsune Miku: Project Diva）遊戲採用音樂節奏的玩法，收錄讓玩家享受音樂節奏遊戲樂趣的“音樂節奏遊戲模式”，以及可使用音樂節奏遊戲取得的道具與組件來裝扮初音與房間的“裝扮自定模式”等。
玩家將依照畫面上的節奏圖示按下對應的按鍵，輸入時機正確就可以聽到初音那嘹亮的歌聲流暢播出，輸入失敗初音的歌聲就會中斷。當滿足特定條件時，還會出現初音表情與動作的 特寫畫面，讓玩家沉浸在現場即興演唱的氣氛中。
這個系統類似於其他遊戲中的換裝系統。在節奏遊戲下透過特殊條件就可以的到新服裝。條件可能不只有一項，也準備著需要達成嚴苛的條件才能得到的服裝。提換服裝後將會反映在各模式上面。
在《初音未來 -歌姬計畫-》的節奏遊戲中達到一定條件就可以使用鑑賞模式，可以使用節奏模式的背景來進行照相攝影，也可以更換服裝並做出自己喜歡的姿勢來攝影。當然在初音的房間中也可以使用！
遊戲模式
演奏模式
漢化版遊戲載圖即通常的歌曲演奏，分為easy，normal，hard，extreme（PSP上的歌姬計畫1則沒有這一難度）四種。難度也依次遞增。
遊玩方式是在圖示跟畫面上的韻律目標重疊時按下PSP對應的“○鍵”、“□ 鍵”、“╳鍵”、“△ 鍵”等應按鍵的簡單遊戲方式。而在畫面下會有個“緊張量表”，將會記錄遊玩的過程。（在歌姬計畫2及ex，f，夢幻劇場2，ex，F，F2nd中，方向鍵右可以代替“○”，方向鍵下可以代替“╳”，以此類推）
消除對應鍵的評價有：WORST、SAD、SAFE、FINE和COOL等五個等級。成功的話初音將會繼續唱歌，如果失敗太多的話就有可能使歌停斷。其中FINE和COOL屬於成功等級，但想在最後拿到好的歌曲判定，還是多按出COOL這個等級吧。Perfect為最好的歌曲判定，但不一定是最高分的，Perfect需要每一個鍵都要成功。分數滿足一定的條件就能看到各式各樣的表情和景色出現，像是和初音一同即興演奏一般。似乎也會收錄著與歌的世界觀相連的短篇故事。除了節奏遊戲外還能享受到故事。歌曲判定從壞到好，分別是not clear，cheap，standard，great，excellent和perfect。
裝扮模式
初音未來 -歌姬計畫-在裝扮自定模式中，玩家可以使用遊戲中取得的
道具與組件來替初音換裝，還可以自由裝飾遊戲中初音居住的房間，包括變更設計風格或擺設書架、桌椅或電視等家具。
初音的房間也將能布置。可以在節奏遊戲當中取得家具零件來布置房間，而初音似乎也會因為房間的擺設不同而有不同的動作喔。
編輯模式
在每一個版本的《初音未來：歌姬計畫》中，玩家都能夠自己製作節奏遊戲的內容！也可以用喜歡的服裝來製作動感PV。編輯模式中以1小節為單位編輯。包含背景舞台、舞蹈動作、目標配置、表情、攝影機方向等等都可以自由設定，也可以試玩正在編輯中的內容，製作好的檔案也能分享給同好，還能利用MSD記憶卡中的MP3來製作！開發商SEGA也正在調整這部分能夠更簡單執行。PSV版由於觸屏的加入使得編輯更加方便，fans的必備之技。
遊戲原聲
1. ワールドイズマイン /ryo
初音未來歌姬計畫2. ひねくれ者/ryo
3. 戀は戰爭/ryo
4. その一秒スローモーション/ryo
5. メルト/ryo
6. Far Away /kz
7. ストロボナイツ/kz
8. Star Story /kz
9. Last Night, Good Night /kz
10. Packaged /kz
11. 雨のちSweet*Drops /OSTER project
12. ミラクルぺイント/ OSTER project
13. フキゲンワルツ /OSTER project
14. マージナル /OSTER project
15. Dreaming Leaf -ユメミルコトナハ- /OSTER project
16. 荒野と森と魔法の歌 /トラボルタ
17. 荒野と森と魔法の歌(レンver.) /トラボルタ
18. 荒野と森と魔法の歌(リンver.) /トラボルタ
19. ハト /秦野P
20. moon /作詞：はっか+iroha 作曲：iroha
21. みくみく菌にご注意 /はやや
22. いのちの歌 /トラボルタ
23. いのちの歌(レンver.) /トラボルタ
24. いのちの歌(リンver.) /トラボルタ
25. The secret garden /畑亜貴 神前暁
26. Dear cocoa girls /畑亜貴 神前暁
27. 天鷲絨アラべスク /畑亜貴
28. ラブリスト更新中? /畑亜貴
29. 桜ノ雨 - standard edit - /absarb
30. 戀スルVOC@LOID /OSTER project
31. levan Polkka /Otomania
32. あなたの歌姬 /azuma
33. えれくとりっく·えんじぇぅ /ヤスオ
34. 初音ミクの消失 /cosMo@暴走P
35. 金の聖夜霜雪に朽ちて /デッデボールP
36. みくみくにしてあげる?【してやんよ】 /ika-mo
以下是SEGA發售的歌姬計畫的追加樂曲：
作曲：iroha(sasaki) 作詞：kuma(alfred）
33. ほんとは分かってる/フナコシP
34. ファインダー (DSLR remix - re:edit）/kz
35. メルト/ryo
36. 戀色病棟/
衍生作品
在《初音未來：歌姬計畫》發行後，大受好評。SEGA抓住著這股熱潮，在《初音未來：歌姬計畫》之後又發行了《初音未來：歌姬計畫2》，續作的發行再次受到了好評。
SEGA又在《初音未來：歌姬計畫》和《初音未來：歌姬計畫2》的基礎上發行了《初音未來：歌姬計畫擴展版》，接著是psv平台的《初音未來：歌姬計畫F》。
| 遊戲名稱 | 遊戲平台 | 發行時間 |
| 《 初音未來：歌姬計畫 》 | PSP | 09年07月02日 |
| 《初音未來：歌姬計畫 街機》 | 街機 | 10年06月23日 |
| 《初音未來：夢幻劇場》 | PS3 | 10年06月24日 |
| 《 初音未來：歌姬計畫2 》 | PSP | 10年07月29日 |
| 《初音未來：夢幻劇場 2nd》 | PS3 | 11年08月04日 |
| 《 初音未來：歌姬計畫擴展版 》 | PSP | 11年11月10日 |
| 《初音未來：歌姬計畫 廉價版》 | PSP | 11年12月18日 |
| 《 初音未來：歌姬計畫F 》 | PSV | 12年08月30日 |
| 《初音未來：夢幻劇場 Entend》 | PS3 | 12年09月13日 |
| 《 初音未來：歌姬計畫F 》 | PS3 | 13年03月07日 |
| 《初音未來：未來計畫 2nd》 | 3DS | 13年11月28日 |
| 《 初音未來：歌姬計畫F2 》 | PSV | 14年03月27日 |
| 《初音未來：歌姬計畫 F2nd》 | PS3 | 14年03月27日 |
| 《初音未來：歌姬計畫 街機 未來之聲》 | 街機 | 13年06月17日 |
