Syberia представляет собой point-and-click квест. Геймплей заключается в перемещении между локациями, поиске активных точек на экране и решении головоломок. Управление осуществляется при помощи мыши. При наведении на активную точку курсор меняет форму в зависимости от того, что может сделать Кейт: перейти на другую локацию, взять предмет, поговорить с персонажем и др.

В игре присутствует инвентарь, разделённый на две части: в одной хранятся предметы, которые нужно использовать по сюжету, в другой — документы, из которых можно получить информацию или подсказки для решения головоломок. Также в инвентаре постоянно присутствует телефон Кейт, по которому с ней регулярно связываются её начальник, мама, подруга Оливия и жених Дэн. Некоторые головоломки связаны с использованием телефона.

Кейт Уолкер (Kate Walker), молодая девушка-адвокат из Нью-Йорка, получает задание подписать договор о покупке некогда знаменитой швейцарской фабрики, производящей механические игрушки. Фабрика издавна принадлежала Форальбергам (Voralberg) — старинному роду мастеров-механиков, но в XXI веке, из-за снижения спроса, связанного с распространением электронных игрушек, оказалась на грани банкротства.

Кейт отправляется в тихий швейцарский городок Валадилена (Valadilène), где находится фабрика. Однако, приехав во Валадилену, Кейт оказывается свидетельницей похорон Анны Форальберг (Anna Voralberg), владелицы фабрики. Казалось бы, ситуация не настолько усложнилась — у Анны не было детей, и, вероятнее всего, продажа фабрики должна была иметь место в её завещании. Однако местный нотариус, мэтр Альфольтер, к которому Кейт отправилась за разъяснением вопроса, сообщает ей, что наследник всё же имеется. Это младший брат Анны, Ганс Форальберг (Hans Voralberg), который, как считает практически всё население городка, погиб в горах ещё в 1930-х годах. В реальности же оказывается, что Ганс не погиб, а уехал из Валадилены в неизвестном направлении, но его отец, Рудольф Форальберг, предпочёл считать своего сына мёртвым, нежели поверить, что тот смог бросить семейное дело. Последнее письмо Ганса Анне было отправлено откуда-то из Сибири.

Пытаясь понять, куда мог отправиться Ганс, Кейт выясняет, что он был не совсем обычным человеком. В далёком детстве он получил травму головного мозга, после которой сильно отставал в умственном развитии. Однако, будучи чрезвычайно замкнутым, нелюдимым, потеряв способность к чтению, Ганс стал гениальным изобретателем различной механической техники. По сути, все игрушки, которые принесли фабрике мировую известность, были его изобретениями. Кроме техники, Ганса интересовала лишь одна тема — мамонты. После ссоры с отцом он уехал из города в неизвестном направлении. Среди документации фабрики Кейт находит проект механического пассажирского поезда, который Ганс прислал сестре примерно за год до описываемых событий. Этот самый поезд Кейт обнаруживает на вокзале, находящемся на территории фабрики. Поезд должен был доставить Анну Форальберг к Гансу, но Анна умерла, так и не успев воспользоваться им. По этой же причине Анна не успела закончить сборку Оскара (Oscar) — машиниста-автомата, также спроектированного Гансом Форальбергом, и сделать это приходится Кейт. Поскольку место пассажира поезда после смерти Анны вакантно, Кейт решает отправиться на нём на поиски Ганса, полагая, что поезд привезёт её к нему. Заведя при помощи особой установки пружины поезда и уладив необходимые формальности, Кейт отправляется по следам Ганса Форальберга.

Завод пружин поезда заканчивается на станции университетского городка Баррокштадт (Barrockstadt). Однако нигде поблизости заводного устройства не видно — поезд не доехал до него несколько сот метров. Сама станция представляет собой нечто вроде оранжереи, где растут тропические растения и обитает огромное количество птиц. Помимо железной дороги, через станцию проходит канал со шлюзом. В нижней части канала Кейт обнаруживает баржу и просит моряков помочь ей — дотащить поезд до заводника. Однако моряки не соглашаются помогать даром, требуя вознаграждение за работу.

Тем временем руководство университета обнаруживает поезд, остановившийся на платформе. Кейт вызывают в Ректорат, находящийся в здании университета, перед которым на постаменте стоит некий механизм, сильно напоминающий произведения Форальбергов. Ректоры требуют, чтобы Кейт убрала поезд с платформы, так как он перегораживает пути. Узнав о том, что для этого Кейт нужны деньги, они предлагают ей заработать их — нужно починить находящийся перед корпусом механический оркестр, который, как оказывается, действительно сконструировал Ганс Форальберг: много лет назад он жил в Баррокштадском университете и посещал занятия по палеонтологии.

Кейт также знакомится с престарелым профессором палеонтологии Корнелиусом Понсом, который хорошо помнит Ганса. Он же рассказывает Кейт легенду о том, что на Дальнем Востоке существует труднодоступный остров Сибирия (Syberia), на котором до сих пор обитают мамонты. Ганс Форальберг безоговорочно верил в эту легенду. Он рассказывал Понсу о том, что когда-то нашёл фигурку мамонта в пещере неподалёку от Валадилены. Эту самую фигурку нашла и Кейт. Когда она показывает её профессору, он, вдохновлённый открытием, экспромтом читает в главной аудитории университета лекцию о племени юколов — северном народе, чей быт был тесно связан с мамонтами.

Кейт удаётся починить оркестр, за что ректоры выдают ей требуемую сумму. Заплатив матросам и открыв для них шлюзы, Кейт, наконец, добивается своей цели и заводит пружины. Однако дорогу перекрывает массивная стена с воротами, также сооружёнными Гансом Форальбергом. Как выясняется, это была его последняя работа для университета. Поговорив с пограничником и избавив того от мании преследования, Кейт получает визу на выезд за территорию станции. Специальный механизм поезда открывает ворота, и поезд продолжает путь.

Следующей остановкой оказывается шахтёрский городок Комсомольск (Komkolzgrad), находящийся где-то на территории бывшего СССР. Некогда Комсомольск являлся одним из центров тяжёлой промышленности, однако ныне практически заброшен. Как выясняет Кейт из найденного звукового валика с посланием Анны, Ганс Форальберг работал на Комсомольской фабрике в 1940—1980-х годах.

Пока Кейт заводит поезд, сумасшедший директор заброшенной металлургической фабрики Сергей Бородин крадёт руки Оскара. Кейт пробирается на фабрику, находит директора и требует вернуть руки автомата, но Бородин отказывается. Выясняется, что директор помешан на любви к некогда знаменитой оперной певице Елене Романской, которая много лет назад приезжала на фабрику и давала концерт. После закрытия фабрики Бородин превратил трубы, по которым когда-то тёк расплавленный металл, в огромный орган. Орган механизирован — на нём играет автомат-органист (для которого Бородину и понадобились руки Оскара). Директор надеется, что когда-нибудь на фабрику вновь приедет Елена Романская и споёт под аккомпанемент этого органа.

По совпадению, мать Кейт встречается с русским певцом Фрэнком Малковичем, который когда-то знал Романскую. Кейт по телефону выясняет у Фрэнка, что Романская живёт в курортном городе Аралабад, после чего она договаривается с Бородиным, что привезёт на фабрику Романскую, а после её концерта тот вернёт руки Оскара.

Бородин отправляет Кейт на монорельсе в заброшенный космодром, который охраняет бывший космонавт-испытатель, а ныне алкоголик полковник Борис Шаров. Выясняется, что на космодроме некогда проходили испытания сконструированной Гансом Форальбергом механической ракетной пусковой установки. Однако, узнав, что советское правительство хочет использовать его ракету как средство доставки ядерных боеголовок, он сбежал, не успев провести испытания ракеты. А сам космодром впоследствии был закрыт — практически всё оборудование было вывезено, а Шарова оставили сторожить остатки комплекса.

Шаров рассказывает, что до Аралабада можно добраться на имеющемся на космодроме автоматизированном дирижабле, и соглашается объяснить Кейт, как его запустить, но при условии, что Кейт выполнит его мечту — отправит его в космос на установке Ганса Форальберга. Кейт удаётся активировать ракетную установку, и Шаров выполняет своё обещание. На дирижабле Кейт отправляется в Аралабад.

Аралабад (Aralbad) — это курорт, некогда считавшийся престижным. Однако к моменту действия он пришёл в запустение, а местный когда-то шикарный дом отдыха превратился в заштатную гостиницу. Романская живёт в этой полупустой гостинице много лет, и Кейт довольно легко удаётся убедить её выступить с концертом в Комсомольске.

После концерта Романской в Комсомольске оказывается, что Бородин не желает ни отпускать певицу обратно, ни отдавать Кейт руки Оскара. Девушка спасает Романскую, забирает руки Оскара, взрывает рельсовый кран, стоящий на пути, и уезжает на поезде в Аралабад.

В Аралабаде выясняется, что в той же гостинице, где жила Романская, живёт и Ганс Форальберг. Кейт просит его подписать договор о продаже фабрики, что тот с готовностью делает. Также Ганс предлагает Кейт отправиться с ним на поезде дальше на поиски Сибирии. После некоторого колебания Кейт решает не возвращаться в Нью-Йорк, где ей предстоит работать на хамоватого и подлого начальника Марсона и выяснять отношения с занудным и бесхарактерным Дэном — её бойфрендом, который, к тому же, во время командировки Кейт уже успел изменить ей с её подругой Оливией. Поэтому в финальном ролике Кейт отправляется с Гансом и Оскаром навстречу новым приключениям, на поиски волшебного острова в заснеженной российской Сибири.

По основному сюжету дилогии, старый швейцарец-изобретатель Ганс Форальберг[1] (Hans Voralberg), решительная девушка-адвокат из Нью-Йорка Кейт Уолкер (Kate Walker) и наделённый душой автоматон Оскар (Oscar) отправляются на поиски острова Сибирия (Syberia)[2], где якобы дожили до наших дней мамонты.

Романовск

Путешествуя на заводном поезде по заснеженной России, главные герои переживают разнообразные приключения. Сперва они попадают в далёкий северный город Романовск (Romansburg), «последний форпост цивилизации», как говорят сами жители этого города. [3], где знакомятся со «станционным смотрителем» — сурово-добродушным казаком, полковником в отставке Емельяновым (Емелиным-Гупачевым), называющим Кейт русским именем — Катей. Чуть позже Кейт также встречает и веселую девочку Мальку (Malka).

В Романовске путешественники посещают расположенный неподалеку монастырь, возглавляемый настоятелем, почему-то носящим титул «патриарха». В монастыре Кейт добывает тщательно скрываемый дневник недавно умершего столетнего монаха — брата Алексея Туканова (Алексея Тукьянова), в прежние годы — знакомого Ганса Форальберга. Дневник повествует о давних путешествиях брата Алексея на крайнем Севере, и в, частности, о живущем в подлёдных пещерах арктическом племени юко́лов.[4] В конце дневника пересказывается легенда о том, что на дальних северных островах всё ещё можно встретить живых мамонтов. С помощью описанного в дневнике лекарства юколов Кейт удаётся вылечить Ганса.

Затем Ганс ремонтирует механических лошадей своего старого знакомого — владельца кабака Цукермана (Cirkos), а Кейт, пытаясь завести этих лошадок, сталкивается с неожиданной проблемой — охотники за мамонтовыми костями братья Бурговы (Bourgof) угоняют поезд вместе с Оскаром и Гансом.
Сибирь

Добравшись на дрезине с запряженным в неё юки (youki) — помесью собаки и тюленя — до дремучего заснеженного леса, Кейт учится ловить оранжевого лосося, чтобы накормить разъярённого медведя, становится альпинисткой и встречает старого друга — вечно пьяного космонавта Бориса Шарова из Комсомольска. Затем, она находит поезд и спасает Оскара от лютого мороза, но, чтобы двигаться дальше на помощь похищенному братьями Бурговыми Гансу, путешественникам приходится бросить вагон.

Деревня юколов

Путешествие неожиданно закончилось — кончились и завод, и рельсы. Тем временем слабоумный Игорь Бургов бросает своего брата, уезжая на снегоходе в Романовск, а Иван Бургов угрожает Кейт мамонтовой костью и попадает в ловушку тех самых юколов.

В юкольской деревне выясняется, что Ганс тяжело болен, и, чтобы помочь ему, Кейт должна отправиться в Коридор Снов — Валадилен 30-х годов ХХ века. Увы, это путешествие не приводит к улучшению состояния Ганса, и тогда Оскар жертвует собой, чтобы стать жизнеобеспечивающей системой для своего создателя. А Кейт и Ганс на загадочном ковчеге, описанном ещё в дневнике Туканова, отправляются на поиски Сибирии.

Пингвиний остров

Ковчег причаливает ко льдине, на которой живут пингвины. Кейт освобождает ото льда якорь, но тут появляется Иван. Кейт сбрасывает его с ковчега, подняв парус, и злодей, пытаясь кинуть пингвиньим яйцом в путников, становится жертвой птиц.

Остров Сибирия

Наконец, Кейт и Ганс достигают красивого, зелёного острова Сибирия, где Кейт, решив последние головоломки и призвав мамонтов, сыграв для них музыку, исполняет мечту Форальберга.

В финале путешествия безнадёжно больной Ганс, достигнув своей мечты, уезжает верхом на мамонте навстречу не страшной теперь для него смерти, а Кейт с печальной улыбкой, плача, машет ему рукой. Она осталась одна.