È noto che Deus Ex Human Revolution è un prequel dei due predecessori e che non è coinvolto Warren Spector, il creatore della serie. Le vicende saranno contestualizzate nel 2027 e la storia è stata scritta con la collaborazione di Sheldon Pacotti, che si era occupato della trama dei primi due episodi. L'ambientazione fantasy/cyberpunk, come risulta evidente anche dal trailer, risulta confermata.Deus Ex Human Revolution perde la connotazione da action/rpg e diventerà uno sparatutto tattico. Ad esempio, adesso i combattimenti non dipenderanno più dalle statistiche del personaggio, ma semplicemente dall'abilità del giocatore con mouse e tastiera, nel caso del PC, e gamepad, nel caso delle console. Deus Ex Human Revolution è sviluppato negli studi di Montreal di Eidos con Crystal Engine, la tecnologia che sta dietro gli ultimi episodi di Tomb Raider.
Il giocatore impersona Adam Jensen, il quale lavora in un ufficio privato che si occupa di ricerche scientifiche nel campo degli aggiornamenti biomeccanici. Sostanzialmente, si tratta di una tecnologia che anticipa quella che nei primi Deus Ex vediamo in forma più raffinata. La vita di Adam viene sconvolta nel momento in cui dei militari fanno irruzione nella sede centrale della compagnia, impossessandosi della tecnologia su cui Adam e i suoi colleghi stanno lavorando.
Saranno migliorabili le armi. Man mano che si procede, inoltre, il giocatore potrà adattare le varie armi al proprio stile di gioco, visto che sarà possibile espanderle con upgrade vari. Il sistema di coperture subirà evidenti modifiche rispetto al passato, e non sarà più interamente basato sulle ombre.
Il sistema di gestione delle energie vitali risulterà differente, assomigliando più a quello dei Call of Duty che a quello dei predecessori. Sostanzialmente, se non si subisce una raffica di corpi così potente da uccidere, le ferite si rimargineranno automaticamente nel giro di qualche secondo. Deus Ex Human Revolution comprenderà 20 aggiornamenti nano-meccanici che conferiranno al titolo lo spessore da gioco di ruolo. Sarà possibile, ad esempio, agganciarsi ai muri o colpire un avversario attraversando una parete con un "mega-pugno".
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