『メトロイド』シリーズの『プライム』三部作の第二弾。メトロイドシリーズでは初となるCERO：B（対象年齢12歳以上）の作品である。前作『メトロイドプライム』と同じFPSを採用しながら、システムは全体的なブラッシュアップがされている。またシリーズ初の対戦モードを搭載している。
今作では光と闇の世界を行き来しながらストーリーを進めてゆく。同じく任天堂が過去に発売した『ゼルダの伝説 神々のトライフォース』にも近いシステムがあったが、これはそれとは別に開発元のレトロスタジオが提案した。
なお、『ダークエコーズ』という副題を持つのは日本版のみで、日本以外での副題は『エコーズ（Echoes）』となっている。