Der Spieler patrouilliert in seinem geländegängigen Mond-Buggy über die Mondoberfläche und muss sich feindlicher Raumschiffe erwehren, die ihn unentwegt von oben angreifen. Dabei darf die Strecke nicht aus den Augen geraten, denn zahlreiche Krater, Felsbrocken und Minen machen die Fahrt zur Hüpfpartie. Zur Verteidigung verfügt das Mondauto über ein Boden-Luft-Geschütz und eine Kanone, mit der kleinere Felsbrocken pulverisiert werden können. Die Strecke ist in 26 Kontrollpunkte A bis Z unterteilt, die so schnell wie möglich durchfahren werden müssen. Schafft es der Spieler, Kontrollpunkt Z zu erreichen, so beginnt das Spiel von neuem.

Das Spiel verwendet einen Z80- und einen 6803-Prozessor. Drei zusätzliche Soundchips erzeugen eine sehr eingängige Hintergrundmelodie. Durch Parallaxverschiebung der Berge im Hintergrund wird die Illusion von räumlicher Tiefe geschaffen. Der Spieler beschleunigt und bremst das Mondauto mit einem Zwei-Wege-Joystick und springt und feuert mit zwei Knöpfen.

Moon Patrol war der erste größere Erfolg für Irem, die das Spiel an Williams lizensierten. Moon Patrol führte das Konzept der Kontrollpunkte ein, an denen der Spieler im Falle eines Bildschirmtods erneut sein Glück versuchen konnte, ohne das Spiel von vorne beginnen zu müssen. Außerdem war es auch nach einem GAME OVER möglich, durch Einwurf neuer Münzen am letzten Kontrollpunkt fortzusetzen. So war es nicht nur den erfahrenen Spieleprofis, sondern auch finanziell gut ausgestatteten Gelegenheitsspielern möglich, früher oder später Kontrollpunkt Z zu erreichen. Von Moon Patrol gab es zahlreiche Umsetzungen für Konsolen und Heimcomputer, und aufgrund seiner einfachen Technik war das Spiel ein beliebtes Vorbild für Hobbyprogrammierer.