"Call of Duty: Black Ops" peut être joué en ligne sur le système Playstation 3, le système Xbox 360 et sur le PC. Jouer en ligne sur la Playstation 3 et le PC est gratuit ; cependant, jouer en ligne sur la Xbox 360 nécessite un abonnement en ligne.
"Call of Duty: Black Ops" propose deux options de jeu en ligne : multijoueur et zombies. Dans l'option multijoueur, les joueurs peuvent rejoindre des matchs en ligne composés de deux équipes qui s'affrontent dans différents types de jeu. Dans les options Zombies, un joueur rejoint une partie en ligne avec un maximum de trois autres joueurs qui jouent ensemble pour vaincre différents niveaux de hordes de zombies.
