Conserva la vista en tercera persona y el control 3D de Super Mario 64. Mario recorre mundos para recoger estrellas, con 5 o 6 niveles jugables por mundo, áreas temáticas, secciones de plataformas y objetivos ocultos. El jugador usa correr, saltar, doble salto, golpe de suelo y agarrar para superar obstáculos, y el avance depende de la obtención de estrellas y del acceso a nuevas zonas.

Aprende primero la ruta principal de cada nivel y después vuelve por las estrellas opcionales. Los recorridos lineales premian la precisión, así que conviene elegir saltos seguros en las partes difíciles. Revisa paredes, esquinas y zonas altas porque suelen esconder secretos.