Cat in the Box: Deluxe Edition haalt zijn inspiratie uit het bekende gedachte-experiment uit de kwantummechanica: “Schrödingers kat”. Dit experiment stelt dat een toestand pas bepaald kan worden, als deze effectief wordt geobserveerd. Dat is dan ook de reden waarom de kleur van iedere handkaart in dit slagenspel niet vaststaat, totdat ze wordt gespeeld en de speler een kleurkeuze moet maken. Aan alle deelnemende wetenschappers: veel succes met dit experiment!

Om een spelletje Cat in the Box: Deluxe Edition te starten krijgt iedere speler spelerfiches in zijn kleur, een aantal handkaarten volgens spelersaantal, en een spelersbord. In het midden van de tafel wordt het onderzoeksbord gelegd. Op deze wordt bijgehouden welke getal- en kleurcombinaties al werden uitgespeeld tijdens een ronde. Nadat de spelers de kaarten in hun hand hebben bekeken, leggen ze tegelijkertijd 1 kaart af. Vervolgens voorspellen ze ieder voor zich hoeveel slagen ze deze ronde denken te winnen. Nu begint de slagenfase waarbij de spelers slagen zullen proberen te winnen of te verliezen door om beurten een kattenkaart uit te spelen en daarbij zelf de kaartkleur te bepalen. Telkens als een kaart wordt uitgespeeld, wordt de gekozen getal- en kleurcombinatie met een spelersfiche aangeduid op het onderzoeksbord. Deze combinatie moet steeds uniek zijn, anders ontstaat er een paradox die de ronde beëindigt en de overtredende speler minpunten oplevert per gewonnen slag. Wanneer een speler zegt de basiskleur niet te kunnen volgen, dan duidt hij dit op zijn spelersbord aan en mag hij die kleur deze ronde niet meer gebruiken. De speler die de hoogste kaart in de basiskleur - of in de troefkleur - speelde, wint de slag. Tijdens de scorefase krijgt een speler punten voor elke gewonnen slag. Als hij correct wist te voorspellen hoeveel slagen hij zou winnen, verdient hij ook bonuspunten volgens zijn grootste aaneengesloten groep spelersfiches op het onderzoeksbord. In Cat in the Box: Deluxe Edition spelen de spelers evenveel ronden als er spelers zijn en de speler met de hoogste score aan het eind wint het spel.