События Portal разворачиваются во вселенной Half-Life, в Aperture Science Enrichment Center — компьютеризированном центре обогащения опыта при Aperture Science. Игрок выступает в роли девушки по имени Челл, которая проходит испытания внутри Лаборатории.
Игровой процесс основан на решении головоломок при помощи ручного портального устройства Aperture Science, позволяющего создавать на плоских поверхностях порталы — два связанных разрыва материи, через которые можно мгновенно перемещаться в пространстве самому или переносить предметы.