Ещё одним способом изменять характеристики персонажа являются наноаугментации (nanoaugmentation, в существующем русском переводе игры называются приращения) — уникальные способности, получаемые по сюжету с помощью внедрения в тело Джей-Си специальных наноботов. Для их установки нужно находить специальные ёмкости и устанавливать их себе с помощью медицинских ботов, которые есть не в каждой локации. Аугментации дают разнообразные дополнительные возможности, такие как: увеличение силы, скорости, регенерацию здоровья, невидимость, улучшенное зрение с выводом дополнительной информации о противниках. Аугментации работают не постоянно, а включаются игроком; при работе они расходуют биоэлектрическую энергию персонажа, которую можно восстановить найденными батареями или ремонтными ботами. Каждый вид аугментаций может быть установлен в конкретную часть тела (по одному в голову и глаза, по одному в руки и ноги, два в кожу, три в торс). Для каждого из таких слотов можно выбрать одну из двух возможных аугментаций, уже установленную нельзя заменить на другую. У всех аугментаций, кроме Синтетического сердца, есть 4 уровня развития (на более высоком уровне они работают эффективнее, дольше и тратят меньше энергии), развиваются они другими инъекциями, ёмкости с которыми можно найти при прохождении, устанавливаются они самостоятельно. Развивающих ёмкостей также не хватает для полного развития всех аугментаций.

Игра, как и большинство игр Уоррена Спектора, находится на стыке жанров: действие как в стелс-экшенах и шутерах от первого лица, развитие персонажа как в ролевых играх, сложные сюжет и диалоги, как в action-adventure. Если по заданию необходимо попасть в какое-то место, игра всегда предоставляет несколько способов сделать это. Например, в одной из первых миссий, когда игрок должен пробраться в Castle Clinton, он может попытаться пройти через главные ворота, завязав перестрелку с охранниками; пробраться с другой стороны здания, если установил аугментацию, позволяющую передвигать тяжёлые предметы; либо пройти через тайный вход в стороне от здания, если узнает пароль к электронному замку на нём (его можно узнать у мальчика в парке, если дать ему ранее найденный шоколадный батончик). Как правило, для выполнения задания миссии (найти человека или предмет, включить или разрушить какую-либо установку, скачать данные с охраняемого компьютера) необходимо пройти через уровень, занятый противниками. Противники представлены солдатами различных игровых фракций, обычными и генетически модифицированными животными, роботами нескольких видов, автоматическими турелями и даже «греями». Против них применяется обычный шутерный арсенал, включающий холодное (дубинки, мечи), лёгкое (пистолеты), обычное огнестрельное (винтовки, дробовики), тяжёлое (ракетницы, огнемёты и плазмомёты), снайперское и нелетальное оружие (электрошокер, дротики с транквилизатором, газовые гранаты). Практически любую миссию можно выполнить, не вступая в бой, находя обходные пути, такие, как чёрные ходы и вентиляционные шахты. Противники реагируют на раздающиеся рядом звуки, поэтому их можно обмануть, производя шум в каком-то месте (например, кидая туда предметы) и прокрадываясь, когда они сбегутся к месту шума.

Нередко приходится открывать двери, запертые на обычные или электронные замки: тогда нужно искать ключи или пароли к охранным компьютерам, записанные в оставленных КПК, использовать отмычки (тоже обычные или электронные), а многие запертые двери можно просто взорвать (последнее тоже было новшеством, почти во всех играх до Deus Ex пройти через запертую дверь можно было только найдя ключ). В игре встречаются сейфы и оружейные ящики, которые тоже открываются ключами или отмычками, а также компьютеры, взломав которые, игрок может узнать полезную для прохождения игры и просто дополнительную сюжетную информацию.