O jogo mantém a câmera em terceira pessoa e o controle 3D de Super Mario 64. Mario coleta estrelas para avançar entre mundos, com cada mundo trazendo geralmente 5 a 6 fases jogáveis, áreas temáticas, trechos de plataforma e objetivos secretos. O jogador usa corrida, salto, salto duplo, golpe no chão e agarrão para superar obstáculos, enquanto o progresso depende da coleta de estrelas e da liberação de novas áreas.

Aprenda primeiro o caminho principal de cada fase e depois volte para pegar as estrelas opcionais. Os trechos lineares recompensam movimentação limpa, então vale mais garantir saltos seguros do que arriscar atalhos. Observe paredes, cantos e áreas elevadas, pois elas costumam esconder segredos.