A jogabilidade acontece em terceira pessoa e mantém a base do plataforma 3D: correr, pular, escalar, atacar e coletar Power Stars. O diferencial é um dispositivo que cria portais em superfícies válidas, permitindo atravessar abismos, alcançar áreas altas e resolver enigmas. A progressão segue a estrutura de mundos do original, mas muitos objetivos exigem precisão nos movimentos, bom controle de câmera e posicionamento inteligente dos portais.

Antes de tentar as estrelas mais difíceis, vale dominar a relação entre os movimentos de Mario e o posicionamento dos portais. Sempre verifique quais superfícies aceitam portais e para onde a saída ficará voltada. Em áreas verticais, combinar salto triplo, wall jump e portais ajuda a subir com eficiência. Explorar a fase primeiro e depois traçar a melhor rota para cada estrela costuma ser a abordagem mais segura.