Sonic Unleashed побудована на новому графічному двигунці Hedgehog Engine, який відповідає за плавний перехід камери від тривимірного зображення до двовимірного, і демонструє водночас багатий і великий навколишній світ. За три роки, що тестувався движок, розробникам вдалося з'єднати красивий візуальний ряд нового покоління з класичною механікою оригінального геймплею — те, чого так бракувало шанувальникам Соніка в останніх іграх серії.