Майстер підбору гри
Маріо запрошують у замок Піч, але коли він приїжджає, Піч ніде не видно. Незабаром він дізнається від Жаби, що Боузер знову викрав її. Король Коопа також наклав закляття на її замок, ув'язнивши її підданих. Маріо належить зняти закляття і врятувати Піч.
Перша 3D
Super Mario 64 - перша гра про Маріо, повністю виконана в 3D-графіці. Основний геймплей гри схожий на попередні частини платформера: основна увага приділяється стрибкам, уникненню перешкод і перемозі над ворогами. Рівні можна досліджувати без обмежень за часом. Щоб відкрити нові області, необхідно збирати зірки, внаслідок чого можна отримати доступ до різних частин замку Боузера. Перемагаючи Боузера на кожному поверсі, можна отримати ключі, необхідні для того, щоб відчинити великі двері та потрапити на інші поверхи, які містять більше областей.
Новий гемплей
У цій частині у Маріо в розпорядженні більше прийомів. Крім бігу і стрибків, він тепер може ходити, присідати, повзати, лазити і бити ворогів. Також можна виконувати подвійні і потрійні стрибки, стрибки в довжину, стрибки через стіну і сальто назад. Плавання під водою тепер знижує рівень кисню в організмі Маріо. У деяких випадках для вирішення головоломок необхідно підбирати і переносити предмети.
Бонуси та предмети
Серед бонусів - крилатий ковпак, який дає змогу Маріо літати; металевий ковпак, який захищає його від ушкоджень (включно з небезпечними факторами довкілля, як-от отруйний газ); і ковпак Vanish, який робить Маріо безтілесним і дає йому змогу проходити через деякі перешкоди (наприклад, дротяну сітку). Маріо також може входити в гармати і стріляти з них; поєднання цієї здатності з умінням літати дає доступ до високих областей.
