Dreamcast
Thư viện trò chơi

Trước khi ra mắt Dreamcast tại Nhật Bản, Sega đã công bố phát hành  New Arcade Operation Machine Idea (NAOMI) mới, có thể coi là một sự thay thế rẻ tiền hơn cho Sega Model 3. NAOMI có công nghệ tương tự như Dreamcast, mặc dù mạnh gấp đôi, video, bộ nhớ âm thanh và bảng flash ROM 160 Mbyte thay cho ổ đĩa GD-ROM, cho phép chuyển đổi gần như tất cả các trò chơi arcade. Các trò chơi đã được chuyển từ NAOMI sang Dreamcast bởi một số công ty arcade hàng đầu của Nhật Bản, bao gồm Capcom (Marvel vs. Capcom 2 và Project Justice), Tecmo (Dead or Alive 2), Treasure (Ikaruga) và chính Sega (F355 Challenge và Crazy Taxi).
Trong cái được gọi là "khoảnh khắc sáng tạo đáng chú ý", năm 2000, Sega  tái cấu trúc các nhóm phát triển arcade và console của mình thành 9 studio bán tự do, được các nhà thiết kế hàng đầu của công ty đứng đầu. Các studio bao gồm United Game Artists (UGA) (đứng đầu là nhà cựu sản xuất Sega Rally Championship, Tetsuya Mizuguchi), Hitmaker (đứng đầu là người tạo ra Crazy Taxi và chủ tịch Sega tương lai Hisao Oguchi), Smilebit (đứng đầu là Shun Arai và bao gồm nhiều cựu và các nhà phát triển tương lai của Panzer Dragoon và Yakuza đến từ Team Andromeda), Overworks (đứng đầu là Noriyoshi Oba và các nhà phát triển từ nhượng quyền Sega bao gồm Sakura Wars, Shinobi và Streets of Rage), Sega AM2 (studio arcade nổi tiếng nhất của Sega và nhà phát triển của loạt trò chơi song đấu Virtua Fighter, đứng đầu là nhà phát triển hàng đầu của công ty, Yu Suzuki) và Sonic Team (nhà phát triển của loạt trò chơi hàng đầu của Sega, Sonic the Hedgehog, đứng đầu là Yuji Naka). Nhà thiết kế chung của Sega được khuyến khích thử nghiệm và được hưởng lợi từ một quá trình tương đối lỏng lẻo, dẫn đến các trò chơi như Rez (một nỗ lực nhằm mô phỏng cảm giác, kèm theo hình thức một trò chơi bắn súng đường sắt), The Typing of the Dead (phiên bản The House of the Dead làm lại thành một trò chơi huấn luyện gõ phím), Seaman (giả lập thú cưng, người chơi sử dụng micro để tương tác với một con cá hình người kỳ cục có sự phát triển và tường thuật lại bởi Leonard Nimoy), và Segagaga (một trò chơi nhập vai độc quyền ở Nhật Bản, là lời bình về sự phong phú của các phần tiếp theo được sản xuất bởi ngành công nghiệp trò chơi điện tử, trong đó người chơi được giao nhiệm vụ ngăn chặn Sega không bị phá sản). Sega cũng hồi sinh các trò chơi nhượng quyền từ thời Genesis, như Ecco the Dolphin. Các hãng nội bộ của Sega được hợp nhất bắt đầu từ năm 2003, với việc Mizuguchi rời công ty sau khi sáp nhập UGA với Sonic Team.
UGA đã tạo ra trò chơi âm nhạc Space Channel 5, trong đó người chơi giúp một nữ phóng viên tin tức ngoài vũ trụ tên là Ulala chiến đấu với người ngoài hành tinh bằng "năng lượng hào hứng" thông qua việc nhảy nhót. Dành cho đối tượng "phụ nữ bình thường", Space Channel 5 được coi là một trong những tài sản ban đầu "táo bạo và đáng yêu nhất" của Sega, kết hợp nhạc nền "phong cách retro" và "được nâng cao" với đồ họa "rực rỡ" và "đầy màu sắc" trình bày trực quan, mặc dù "thiếu chất chơi trò chơi thực sự."  Cả Space Channel 5 và Rez của UGA đều không thành công về mặt thương mại, Rez chỉ có sẵn ở thị trường Mỹ thông qua bản chuyển lên PS2 được phát hành với số lượng hạn chế.  Các bản chuyển arcade của Hitmaker bao gồm trò chơi đua xe thế giới mở Crazy Taxi, với lối chơi gây nghiện,  đã bán được hơn một triệu bản và thường được coi là một trong những trò chơi Dreamcast hay nhất và Virtua Tennis - hồi sinh thể loại trò chơi tennis với sơ đồ điều khiển hai nút đơn giản và sử dụng minigame để kiểm tra kỹ thuật của người chơi. Jet Set Radio của Smilebit - người chơi điều khiển một băng nhóm trượt băng trẻ trung, nổi loạn ở Tokyo được gọi là "GGs", người sử dụng graffiti để chiếm lãnh thổ từ các băng đảng đối thủ, cũng như trốn tránh lực lượng cảnh sát áp bức - được trích dẫn như một ví dụ chính về cam kết của Sega đối với các khái niệm trò chơi gốc trong suốt vòng đời của Dreamcast. trò chơi được ca ngợi nhờ nhạc nền "mạnh mẽ, gây ảo giác" của nhà soạn nhạc Hideki Naganuma kết hợp các yếu tố của "J-pop và Electro-funk" cũng như thông điệp về "tự thể hiện và bất đồng chính kiến", trò chơi cũng phổ biến đồ họa cel shaded. Mặc dù gameplay được khen ngợi, một số vẫn chỉ trích lối chơi của Jet Set Radio quá như tầm thường và nó thất bại trong việc đáp ứng kỳ vọng bán hàng của Sega. Được Rieko Kodama sản xuất, Trò chơi nhập vai truyền thống do Overworks phát triển, Skies of Arcadia được hoan nghênh nhờ đem vào trò chơi thế giới giả tưởng siêu thực của Jules Verne, những hòn đảo nổi và cướp biển trên bầu trời, nhân vật chính quyến rũ, nhấn mạnh tính độc đáo của môi trường, vũ khí, các trận chiến khinh khí cầu thú vị và cốt truyện đáng nhớ (bao gồm một chuỗi được nhìn từ nhiều góc độ).
AM2 đã phát triển những gì Sega hy vọng sẽ là ứng dụng sát thủ của Dreamcast, Shenmue, một "sử thi báo thù truyền thống kiểu điện ảnh Trung Quốc". trò chơi phiêu lưu hành động này nói về nhân vật chính Ryo Hazuki lên đường đi trả thù kẻ giết cha mình, nhưng điểm hấp dẫn chính của nó là việc tái hiện thành phố Yokosuka của Nhật Bản ở một mức độ chi tiết được coi là chưa từng có cho một trò chơi điện tử. Kết hợp mô phỏng chu kỳ ngày / đêm với việc thay đổi thời tiết, các nhân vật không phải người chơi có hẳn một lịch trình hành động, khả năng tùy chọn và kiểm tra các đối tượng chi tiết (cũng như giới thiệu Quick-time event ở dạng hiện đại), Shenmue hiển nhiên vượt quá ngân sách và được đồn đại là đã tiêu tốn của Sega hơn 50 triệu đô la. Ban đầu được lên kế hoạch là phần đầu tiên trong một loạt trò chơi dài 11 phần, Shenmue cuối cùng đã bị thu hẹp lại thành một bộ ba và chỉ có một phần tiếp theo được phát hành. Trong khi Shenmue được ca ngợi vì sự đổi mới, hình ảnh và âm nhạc, sự tiếp nhận của nó lại bị xáo trộn; những điểm chỉ trích bao gồm "những bức tường vô hình" làm hạn chế cảm giác tự do, gây nhàm chán cho người chơi do không thể tự do phát triển thêm mà phải chờ đợi các sự kiện được lên kế hoạch vào những thời điểm cụ thể, các đoạn cắt cảnh trong trò chơi quá nhiều và thiếu độ thử thách. Theo Moore, Shenmue đã bán "cực kỳ tốt", nhưng trò chơi không có cơ hội kiếm lợi nhuận do cơ sở được cài đặt còn bị hạn chế của Dreamcast. Shenmue II "đã được hoàn thành với số tiền hợp lý hơn nhiều", trong khi Sato bảo vệ Shenmue như một "khoản đầu tư [mà] một ngày nào đó sẽ được thu hồi" bởi vì "những tiến bộ trong quá trình phát triển mà chúng tôi đã học được... có thể được áp dụng cho các trò chơi khác". Ngoài sự tiếp nhận hỗn hợp dành cho Shenmue, Travis Fahs của IGN tuyên bố "thời đại [Dreamcast] không hợp với [AM2] như những năm trước đó" F355 Challenge là một trò chơi arcade "được hoan nghênh" nhưng "không được đón nhận nhiều ở nội địa", và bản Virtua Fighter 3 của Genki không thua kém gì phiên bản arcade, "đã vài năm tuổi và không bao giờ phổ biến như bản tiền nhiệm của nó." Loạt Virtua Fighter sẽ trải qua "sự trở lại ấn tượng" với Virtua Fighter 4 từng được hoan nghênh trên toàn cầu - chính là phiên bản console được phát hành độc quyền trên PS2.
"Nếu từng có một hệ máy nào xứng đáng gọi là thành công, đó chỉ có thể là Dreamcast. Dreamcast có một thư viện game nhiều khủng khiếp. Nó đang chết dần, 18 tháng tuổi, với một thư viện game còn lớn hơn Nintendo 64 đã 5 tuổi. Nó tốt hơn Nintendo 64. Dreamcast là một hệ máy tuyệt vời."
—Phóng viên Steven L. Kent, Tháng 3 năm 2001.
Là trò chơi platform 3D hoàn chỉnh đầu tiên có sự tham gia của linh vật Sega, Sonic the Hedgehog, Sonic Adventure của Sonic Team được coi là "trung tâm của buổi ra mắt [Dreamcast]". Adventure thu hút những lời chỉ trích cho các vấn đề kỹ thuật, bao gồm các góc camera thất thường và ổn định, nhưng được đánh giá cao cho hình ảnh "ngọt ngào", "mênh mông, môi trường trong trò chơi khó lường" và hình ảnh mang tính biểu tượng-bao gồm một phân đoạn trong đó Sonic chạy xuống phía bên của một tòa nhà chọc trời đã được mô tả là đỉnh cao sáng tạo của loạt Sonic. Tuy nhiên, nó đã thất bại trong việc "bắt kịp người chơi giống như cái cách mà Super Mario 64 của Nintendo đã làm", có lẽ do trò chơi thiếu chiều sâu. Nổi bật bởi cách sử dụng nhiều cốt truyện với nhiều hình thức chơi khác nhau, Adventure bán được 2,5 triệu bản, biến nó thành trò chơi bán chạy nhất của Dreamcast. Sonic Team cũng đã phát triển trò chơi trực tuyến đầu tiên của Dreamcast, Chu Chuu Rocket! trò chơi nhận nhiều lời khen ngợi vì lối chơi giải đố gây nghiện và các trận đấu nhiều người chơi "điên cuồng", và trò chơi âm nhạc cực kỳ thành công Samba de Amigo, được chú ý nhờ tính năng ngoại vi đắt tiền và màu sắc sặc sỡ. Có lẽ trò chơi có ảnh hưởng lớn nhất đến Sonic Team là Phantasy Star Online, trò chơi nhập vai console trực tuyến đầu tiên. Được phát triển sau khi Okawa yêu cầu một trò chơi trực tuyến từ Sonic Team, PSO bị ảnh hưởng nặng nề bởi trò chơi nhập vai hành động PC Diablo nhưng đã tinh chỉnh và đơn giản hóa phong cách chơi của nó để thu hút người chơi trên console.
Trong mảng thể thao, loạt bóng đá NFL 2K của Visual Conception và loạt bóng rổ NBA 2K đã được giới phê bình đánh giá cao. NFL 2K được coi là một trò chơi khởi động nổi bật với hình ảnh chất lượng cao và "sâu sắc, thân thiện với bối cảnh, và, vâng, thậm chí màn bình luận hài hước", trong khi NFL 2K1 có tính năng nhiều người chơi trực tuyến đột phá sớm hơn so với đối thủ cạnh tranh chính, loạt Madden NFL của EA. Madden và 2K tiếp tục cạnh tranh trên các nền tảng khác nhau trong suốt năm 2004 với việc loạt 2K giới thiệu những đổi mới như góc nhìn người thứ nhất trong thể loại này,  và cuối cùng ra mắt ESPN NFL 2K5 với mức giá cực thấp 19,95 đô la cho đến khi EA ký kết một thỏa thuận độc quyền với Liên đoàn bóng đá quốc gia, "có hiệu quả trong việc đưa mọi trò chơi đá banh chuyên nghiệp ra ngoài thương trường." Sau khi Sega bán Visual Conception với giá 24 triệu đô la vào năm 2005, loạt NBA 2K tiếp tục với nhà phát hành Take-Two Interactive. Trong suốt vòng đời của Dreamcast, Visual Conception cũng hợp tác với nhà thiết kế màn chơi của Sonic the Hedgehog là Hirokazu Yasuhara trong trò chơi phiêu lưu hành động Floigan Bros. và phát triển trò chơi hành động cực kỳ thành công Ooga Booga.
Để thu hút thị trường châu Âu, Sega đã thành lập một chi nhánh tại Pháp có tên No Cliché, chuyên phát triển các trò chơi như Toy Commander. Sega châu Âu cũng tiếp cận Creations Bizarre để phát triển cực kỳ thành công một kỳ quan của trò chơi đua xe Metropolis Street Racer, dựa trên độ tái tạo chi tiết của London, Tokyo, và San Francisco hoàn chỉnh tới từng múi giờ và cả đài phát thanh hư cấu - cũng như tới 262 đường đua cá nhân.
Mặc dù Acclaim, SNK, Ubisoft, Midway, Activision, Infogrames và Capcom đã hỗ trợ hệ máy trong năm đầu tiên, các nhà phát triển bên thứ ba gặp khó khăn hơn do thất bại của Sega Saturn và lợi nhuận tốt hơn trong việc sản xuất cho PlayStation.  Chẳng hạn Soul Calibur của Namco đã được phát hành cho Dreamcast vì sự không phổ biến tương đối của loạt Soul vào thời điểm đó; Nhượng quyền thương mại thành công hơn của Namco là Tekken được liên kết với hệ máy PlayStation và dựa trên bảng mạch arcade của PlayStation. Tuy nhiên, Soul Calibur nhận được nhiều lời khen ngợi từ giới phê bình và thường được mô tả là một trong những trò chơi hay nhất trên hệ máy. Capcom đã sản xuất một số trò chơi song đấu, bao gồm cả dòng Power Stone, ngoài ra còn độc quyền tạm thời trong loạt trò chơi Resident Evil nổi tiếng có tên Resident Evil Code: Veronica. Dreamcast cũng được biết đến với một số trò chơi shoot 'em ups, đặc biệt là Bangai-O và Ikaruga của Treasure.
Vào tháng 1 năm 2000, ba tháng sau khi hệ máy ra mắt ở Bắc Mỹ, Electronic Gaming Monthly đã dành lời khen ngợi cho thư viện trò chơi "... với những trò chơi hạng AAA như Soul Calibur, NBA 2K và Crazy Taxi sẽ sớm ra mắt, chúng tôi biết họ đang hạnh phúc khi thực hiện cú đột phá 128 bit." Trong một số báo, Jeffrey L. Wilson của PC Magazine gọi nó là "Thư viện trò chơi sát thủ" của Dreamcast và nhấn mạnh tầm ảnh hưởng sáng tạo của Sega và sự đổi mới hình ảnh đang ở giai đoạn đỉnh cao của nó trong suốt thời gian tồn tại của hệ máy. Các nhân viên của Edge đồng ý với đánh giá này về các trò chơi gốc của Dreamcast, cũng như các phiên bản chuyển đổi arcade của Sega, nói rằng hệ máy "đã cung cấp các trò chơi đầu tiên có thể được mô tả là hoàn hảo y như arcade." Tay viết báo của GamePro Blake Snow, gọi thư viện này là "đáng để chúc mừng". Damien McFerran của Retro Gamer đã ca ngợi các phiên bản chuyển thể arcade NAOMI của Dreamcast, cho thấy "Sự hồi hộp khi chơi Crazy Taxi trong arcade, khi biết rõ rằng đây một phiên bản chuyển đổi pixel hoàn hảo (và không phải là một phiên bản bị cắt gọt) đã được thiết lập cho Dreamcast, là một trải nghiệm mà game thủ khó có thể chứng kiến thêm lần nữa." Nick Montfort và Mia Consalvo, viết trong Loading...The Journal of the Canadian Game Studies Association, lập luận rằng "Dreamcast đã đứng đầu trong việc phát triển một số lượng trò chơi điện tử vượt trội, vượt xa những gì có thể gọi là kỳ diệu và bất thường, thật thú vị khi có thể gọi đây là một sự tiên phong...Thật khó để tưởng tượng một máy chơi trò chơi điện tử thương mại lại thể hiện được sự phản kháng mạnh mẽ đối với quan điểm hàng hóa, và với quan điểm rằng sản xuất trò chơi chỉ là việc thương mại hóa. Nhưng ngay cả khi nói đến việc chống lại thương mại hóa, thì người ta cho rằng các trò chơi của Dreamcast đã gần đến mức tỏ rõ thái độ này hơn bất kỳ trò chơi console nào khác." Jeremy Parish của 1UP.com đã ưu ái so sánh sản lượng Dreamcast của Sega, bao gồm một số cái nhất "[trò chơi] đa dạng, sáng tạo và thú vị mà công ty từng sản xuất", với tư cách của bên thứ ba đáng "được ghen tị". Fahs lưu ý "Dòng đời của Dreamcast chỉ là thoáng qua, nhưng nó đã bão hòa mọi thứ với những tựa trò chơi đáng nhớ, hầu hết trong số đó là những tài sản hoàn toàn mới." Theo tác giả Steven L. Kent, "From Sonic Adventure and Shenmue to Space Channel 5 and Seaman, Dreamcast cứ tiếp tục chuyển giao và phát triển mãi."