Civilization IV usa o modelo de construção de império 4X, na qual o principal objetivo do jogador é construir uma civilização a partir de recursos iniciais limitados. O jogador começa no ano 4000 aC e, tal como acontece com outros jogos da série, existem cinco objetivos que o jogador pode perseguir para finalizar o jogo: conquistar todas as outras civilizações, controlar a supremacia da terra e da população do mundo do jogo, construir e enviar a primeira nave ao sistema estelar Alpha Centauri, aumentando as "classificações de cultura" de pelo menos três cidades diferentes para níveis "lendários", ou ganhando um concurso de popularidade de "Líder Mundial" nas Nações Unidas.