『スーパーマリオ64』（スーパーマリオろくじゅうよん、SUPER MARIO 64）は、任天堂が1996年6月23日に発売したNINTENDO64用のアクションゲーム。また、翌年の1997年7月18日には、振動パック対応の『スーパーマリオ64 振動パック対応バージョン』が発売されている（日本国内のみ、詳細後述）。略称は「マリオ64」。

また、2004年12月2日にニンテンドーDS専用ソフト『スーパーマリオ64DS』が発売された。本項ではこちらも併せて記述する。

この項目では『スーパーマリオ64』と『スーパーマリオ64 振動パック対応バージョン』を64版、『スーパーマリオ64DS』をDS版と表記する。DS版の変更点に関しては『スーパーマリオ64DS』の節を参照。

2020年9月18日にNintendo Switch専用ソフトとして発売の『スーパーマリオ 3Dコレクション』に収録されたものについては当該記事を参照。

概要 
キャッチコピーは「これが新生マリオだ!!」。

『スーパーマリオ』シリーズ初の3Dアクションゲーム。『パイロットウイングス64』・『最強羽生将棋』と共に、NINTENDO64本体と同時に発売されたローンチタイトルでもある。これまでにもポリゴンを使ったゲームはレースゲーム、シューティングゲーム、格闘ゲームなどでも見られたが、それらは限られたエリアの中でゲーム性を表現するに留まっていた。しかし、『スーパーマリオ64』はNINTENDO64の3Dスティックを活かして、3Dで描かれた世界を自由自在に動き回る事が出来る画期的なゲームとして登場し、後の3Dアクションゲームに決定的な影響を与えた。

本作ではキノコ城とその中にある絵画などの中の世界が舞台となっている。また、本作のキノコ城のデザインが『マリオカート64』や『ニンテンドウオールスター!大乱闘スマッシュブラザーズ』などの後々のシリーズ作品でも定着して使われる。

本作のマリオの声はチャールズ・マーティネーが担当し、チャールズは以降のシリーズでもマリオの声を担当している。

本作と同様の「箱庭探索型」のシステムを汲んだ続編的作品として『スーパーマリオサンシャイン』、『スーパーマリオ オデッセイ』がある。なお、『サンシャイン』から『オデッセイ』の間に発売された『スーパーマリオギャラクシー』から『スーパーマリオ 3Dワールド』までの3Dマリオは、「箱庭探索型」では無く「コースクリア型」の形式を取っている。

また、エポック社からこのゲームがおもちゃ化された商品「スーパーマリオ64 マリオのアドベンチャーアイランド」が発売されている。さらにレゴからこのゲームのおもちゃ化された商品「LEGO スーパーマリオ64 ハテナブロック」が2021年10月1日で発売されることが判明した。

2020年9月18日に『スーパーマリオサンシャイン』『スーパーマリオギャラクシー』と共に収録され、『スーパーマリオ 3Dコレクション』としてNintendo Switchで2021年3月末まで期間限定で発売されていた。

2021年10月26日より配信された『NINTENDO 64 Nintendo Switch Online』にて、本作が初期ソフトの一つとして収録されている。

ストーリー 
ある日、マリオの元へ、ピーチ姫から城への招待状が届いた。

喜んだマリオは早速城に向かう。しかし城はひっそりと静まりかえっていて、様子がおかしい。そして、城の中に入るとどこからともなく「誰もいませんので、とっととお帰りください。ガハハハッ!」というクッパの声が聞こえてくる。

クッパは城を守るパワースターを奪い、その力でピーチ姫やキノピオ達を絵の世界に閉じ込めてしまったのである。このままでは城がクッパに乗っ取られてしまう。パワースターを奪い返す為、マリオは絵の世界の冒険に出発する。

システム

ゲームの目的 
単純にフィールド最後のゴール地点に到達することがクリア条件であった旧作と異なり、フィールドの各所に隠されたゴールアイテム「パワースター」を見つけ出し、最終ボスであるクッパまでの道を開いていくことがゲームの主な目的となる。フィールドは3Dにより構築された箱庭的表現で構成されており、ゴール地点などは定められていない。探索やアスレチック要素がメインとなっている為、制限時間は基本的には存在しない。

登場キャラクター

味方キャラクター 
 赤ボム
 平和を愛するボムへい。マリオの味方をしてくれる。主に大砲の起動を務める。「ボムへいの せんじょう」では黒ボムと戦争している。
 キノピオ
 城の中に多数いて、マリオにアドバイスをくれる。一部のキノピオはパワースターを一定数集めた状態で話しかけると、自分からもパワースターをプレゼントする。
 ジュゲムブラザーズ
 プレイヤーに視点を提供するカメラマンとして登場。マリオに攻撃を仕掛けてくることはない。マリオの周囲に浮かんでおり、鏡の部屋などで視認出来る。オープニングでは片方のジュゲムが他方のジュゲムを撮影していることになる。
 フクロウ
 木でうたた寝している。隠れている木に登ると姿を現し、ジャンプで掴まればしばらくの間、ぶらさがって空を飛べる。ずっと掴まっていると次第に高度が下がっていき、最終的にはフクロウが疲れて強制的に離される。マリオ単独では登れない上空のパワースターを取る時に必要な存在。
 ノコノコ（レース）
 敵のノコノコより大きい。さまざまなコースでマリオにレースを挑んでくる。レースに勝つとパワースターをくれるが、途中で大砲を使用した場合は先にゴールすると「ズルッコはなしッスよ」と言われ、パワースターをもらえない（なお、ワープ・特殊帽子・亀の甲羅は使用可）。
 ペンギン
 雪コースに登場。頼み事を完遂したり、挑戦に勝ったりするとパワースターをくれる。迷子の子ペンギンがいる。
 ペンギンチャンピオン
 「さむいさむい マウンテン」に登場するスライダーのチャンピオン。レースで勝つとパワースターをくれるが、大幅なショートカットを使うと無効試合となる。パワースターを全て集めると太ってしまう。
 ドッシー
 地底湖にいる巨大な恐竜。背中に乗るとマリオの向いた方向に泳ぐ。ヒップドロップすると首を下げるので頭に乗る事ができる。
 ウッキィ
 「たかいたかいマウンテン」に登場するイタズラ好きの小猿。山の頂上付近に登場し、捕まえると空中に浮いている檻を落としてパワースターを出してくれる。
 ワッキィ
 上記の檻の落下地点付近にいる小猿。捕まえるとマリオの帽子を奪って逃げ回る（帽子が吹き飛ばされた場合もワッキィが持っている）。もう一度捕まえると返してくれる。
 ミップ
 城地下にいる黄色いウサギ。非常に俊敏な動きで逃げ回るが、捕まえるとパワースターを返してくれる。
 ヨッシー
 隠しキャラクター。120枚全てのスターを取ると使える城外部の砲台から行ける城の屋根にいる。また、話しかけるとスタッフのメッセージを伝えてマリオの残り人数を最大数（100）まで増やし、3段跳びの仕様を変更した上で、どこかへ消え去る。
 3段跳びを行なうと光り輝く回転ジャンプになり、この時の落下ダメージを無効にする。ただし、回転ジャンプの為か、壁キックは出来なくなる。
 ヨッシーの声は、64版ではスーパーマリオワールドと同じ声だが、DS版はヨッシーストーリー以降と似たものになっている。

敵キャラクター

アイテム 
 パワースター
 物語のキーアイテム。今作の「スター」は無敵になるアイテムではなく、これを集めるのがゲームの目的となる。最初から出現しているものもあるが、多くの場合はボスを倒す・赤コインを全て集める・シークレットと呼ばれる特定の場所を調べるなど、条件を満たす事によって出現する。
 すでに取得したパワースターは、コース内で半透明の青いスターとして登場し、取ればクリアとなるが取得数にはカウントされない。
 スターコイン
 星の形が刻まれているコインで、取ると体力が回復する。コース内で50枚以上集めてパワースターもしくは鍵を手に入れてコースから出ると（途中でミスになるなど、正しくコースから出ない場合は不可）、50枚ごとにマリオの残り数が増える。また基本コースでは、1回の探索で100枚集めると隠しパワースターが出現する（100枚目のコインを取った場所の真上に出現。場所によっては取得不可能な位置に出現する事もある）。単に「コイン」とよばれる事が多い。
 赤コイン
 赤いコイン。全ての基本コースおよび一部のコースに8枚ずつある。全て集めるとパワースターの台にパワースターが出現する。取ると通常のコインの2枚分計上される。
 青コイン
 青いコイン。強い敵を倒したり、青いスイッチを押したりすると出現する。取ると通常のコインの5枚分計上される。
 クルクルハート
 通過すると体力が回復する。早く通過するほど回復量が多いうえに、何度でも使える。
 1UPキノコ
 取ると、残機が1増える。停止しているもの・空中を浮いてマリオを追いかけるもの・マリオから逃げるもの・マリオと無関係に動くものという4種類の動き方がある。前者2タイプは取るかコースから脱出するまで残っているが、後者2タイプは出現してしばらくすると消滅する。なお、ブロックから出てくるものは後者2タイプのいずれかである。
 はねぼうし
 赤いブロックから出現。取ると一定時間「はねマリオ」になる。
 スケスケぼうし（とうめいぼうし）
 青いブロックから出現。取ると一定時間「スケスケマリオ（とうめいマリオ）」になる。
 メタルぼうし
 緑色のブロックから出現。取ると一定時間「メタルマリオ」になる。
 ノコノコの甲羅
 地上にあるものはノコノコを踏むか、特定のブロックを叩くと出現する。サーフボードのように乗る事ができ、乗っている間はぶつかるだけでほとんどの敵を倒せる。壁に激突するまたは竜巻に飲み込まれるか、Zトリガーを押してしゃがむか、スターを取得すると消える。高所からの落下ダメージがなく、急な坂道でもジャンプし続ければ登ることができ、水や溶岩の上も移動可能。さらに制限時間もない。ただしジャンプと移動以外の行動はできなくなる。
 水中にあるものは貝の中から出現する。ビート板のように使う事で普段より速く泳ぐ事が出来る。こちらは制限時間がある。
 帽子
 マリオが被っている赤い帽子。特定のコースで敵に奪われたり、強風によって飛ばされたりして失う事がある。失ってしまうと防御力が低下し、一部を除き受けるダメージが通常より増加してしまう（パワーアップの帽子をかぶっている間はダメージ増加はなくなる）。帽子なしでもステージの攻略は可能だが、上記のデメリットを解消するには帽子をなくしたコースを探索して取り返す必要がある。セーブして再起動しても帽子が戻ることはない（帽子をなくしたコースで取り返す事はできる）。

コース 
基本的には城内にある絵の中に飛び込んでコースに入るという仕組みになっている。ただし一部のコースは、隠し扉の如く単なる壁から入れるようになっていたり、穴だったり、オブジェクトだったりと異なる見た目になっている。コースによっては完全な異世界ではなく、城と物理的につながっているものもある。

絵の中に飛び込むとスターを選択する画面になり、決定するとコースが始まる。基本的に選んだスターが取れるようになっているが、他のスターを取っても問題はない（例として、「ボムへいの せんじょう」内で「やまのうえの ボムキング」のスターを選択しても「ワンワンの いぬごやで」のスターは取得可能）。ただし、一部のスターは選択画面で選ばないと仕掛けなどが出現しない為取得出来ない場合がある（例として、「はくねつ ノコノコレース」のスターは他のスターを選ぶと対戦相手のノコノコが現れない為取得出来ない）。なお、選んだスターより前のミッションでまだ取ってないスターが1枚でもある場合、取ってないスターの中でミッション番号が最も若いスターを選んだことになる（例として、「やまのうえの ボムキング」「ワンワンの いぬごやで」を取得しており、「はくねつ ノコノコレース」を取得してない状態で「ワンワンの いぬごやで」を選ぶと「はくねつ ノコノコレース」を選んだことになり対戦相手のノコノコが現れる）。また、コースは、絵からの場合、大概は絵に描かれてある内容が反映されたコースとなる。

また、お城自体もコースになっており、内部や周辺を探索可能で、城自体にもいくつかのパワースターが隠されている。それらは「おしろのかくれスター」としてカウントされる。パワースターは隠しを含めて全120枚（DS版では150枚）存在するが、ゲームクリアに最低限必要なのは70枚（DS版では80枚）であり、それ以降は基本的にやりこみ要素として集めることとなる。なお、ここでのパワースターの最低必要枚数は通常のプレイにおいての枚数である。

以下、コースのおおまかな概要を記す。ゲーム内ではコース1などと書いてあるが、ここでは数字があるコースを基本コース、基本コース以外のコースはエクストラコース、クッパを倒すコースはクッパコース、マリオ達を救出するコースは救出コース（DS版のみ。詳細はスーパーマリオ64DSの項を参照）とする。基本コースでは、名前のある6つ（DS版では7つ）のスターに加え100コインのスターの合計7枚（DS版では8枚）のパワースターが手に入る（100コインのスターは下記に記載しない）。

『大乱闘スマッシュブラザーズDX』では本作のキノコ城が「ピーチ城」という名称で、ステージの1つとして登場している。

城1階・中庭 
正確には「ピーチの部屋」と「やみの せかいの クッパ」は2階であるが、本項目では1階として記述する。
 基本コース1・ボムへいの せんじょう
 最初から入れるコース。
 草原地帯で奈落はなく、落下ミスは発生しない。コースには山があり、頂上がボムキング戦の舞台となる。
 敵はワンワンが1体いる以外はクリボーかボム兵。黒ボムと赤ボムの戦場が舞台のため大砲が多く、水爆弾による砲撃もある。赤いブロックがある。
 1-1 やまのうえの ボムキング
 1-2 はくねつ ノコノコレース
 1-3 そらのしままで ぶっとべ（64版）
 1-3 5つぼし！シルバースター（DS版）
 1-4 8まいの あかコイン（DS版は1-6)
 1-4 ボムキング リベンジ（DS版）
 1-5 そらにはばたけ はねマリオ
 1-6 ワンワンの いぬごやで（DS版は1-7)
 基本コース2・バッタンキングの とりで
 空に浮かぶ砦のコース。離れたところにフクロウの鳥かごや浮島もある。緑のブロックがある。
 『スーパーマリオギャラクシー2』では、「なつかしの砦ギャラクシー」という名称で登場している。
 2-1 いかりの バッタンキング
 2-2 とりでの てっぺんへ
 2-3 たいほうで ひとっとび
 2-4 うきしまの 8まいコイン
 2-5 とりかごへ ストーン
 2-6 たいほうで ぶっこわせ！
 2-7 とりでの スイッチスター（DS版）
 基本コース3・かいぞくの いりえ
 その名のとおり海の入り江のコースで、大半が水で満たされており、水中には沈没船や海底洞窟がある。
 海底洞窟では進んでいくと空気のある開けた場所に出る。なお、沈没船は「ちんぼつせんのおたから」のスターを取ると浮上する。緑のブロックがある。
 3-1 ちんぼつせんの おたから
 3-2 でてこい きょだいウツボ
 3-3 かいていどうくつの おたから
 3-4 うかんだフネの あかコイン（DS版は3-5）
 3-5 いわのはしらへ ひとっとび（DS版はぶっとべ！いわのはしらへ、3-4)
 3-6 ふきだす みずを くぐれ（DS版は3-7）
 3-6 いりえの スイッチスター（DS版）
 基本コース4・さむいさむい マウンテン
 空中に浮かぶ雪山。高所から雪の上に落下した場合はしばらく埋まるだけで落下ダメージは受けないが、岩場や橋を除いて足が滑りやすい。
 山の麓から中腹までリフトがある。岩場同士を結ぶ橋もあるが、大半は崩れている。スノーマンハウスの中には「スーパースノースライダー」という大型スライダーがある。
 4-1 スーパースノースライダー
 4-2 まいごの こペンギン
 4-3 ペンギン チャンピオンレース
 4-4 すべって 8まいあかコイン（DS版はこおりのなかの あかコイン）
 4-5 ゴロゴロ ゆきダルマ
 4-6 かくれ スーパーカベキック（DS版はスーパーマリオ カベキック）
 4-7 ゆきやまの スイッチスター（DS版）
 基本コース5・テレサの ホラーハウス
 一定数のスターを集めることで中庭に出現する大きなテレサを倒すと出現するカゴに触れると入れるコース。
 「テレサのホラーハウス」とよばれる洋館と、別館の2つの建物で構成される。敵はテレサやアイクンなど通常の方法で倒せないオバケが中心。青いブロックがある。
 メインのホラーハウスは3階建てで、1階にはキラーピアノのいる部屋と本棚のある書斎、客間、落ちる橋の部屋、大穴のある部屋、裏の小部屋がある。2階は部屋中に敷き詰められた大型の本棚のある部屋と棺桶のある霊安室、3階の入り口のある本棚の部屋の合計3部屋があり、残りの2つの扉は1階のキラーピアノのいる部屋と客間の吹き抜けの空間になっている。3階はボステレサのいるバルコニーの玄関とおおめだまのいる隠し部屋の2部屋で構成される。
 別館には地下につながるエレベーターだけがあり、地下には水槽とテレサのメリーゴーランドがある。　
 5-1 おやかたテレサを さがせ
 5-2 テレサの メリーゴーランド
 5-3 ほんだなオバケの ナゾ
 5-4 8まいコインは どこだ
 5-5 バルコニーの ボステレサ
 5-6 かくしべやの おおめだま
 5-7 ちかしつの スイッチスター（DS版）
 クッパコース1・やみの せかいの クッパ
 最初のクッパコース。動く足場やシーソーを渡っていく。このクッパを倒すと城地下へのカギが手に入る。
 エクストラコース1・ピーチの かくれスライダー
 オーソドックスな大型スライダーのコース。
 エクストラコース2・おさかなと いっしょ
 完全に水没しているコース。
 息継ぎができないため、コイン以外でライフを回復する事ができない。赤コインを全て集めてスターを取ればクリア。
 エクストラコース3・はばたけ!はねスイッチへ（DS版では「びっくり!ハテナスイッチ」）
 一定数のスターを手に入れるとホールの中央から光が差し、そこで上を向くと入れる。
 はねマリオの状態でスタートする。空中に浮かぶ塔には赤スイッチがある。

城地下 
「やみの せかいの クッパ」をクリアして城地下の鍵を入手すると入れる。
 基本コース6・やみにとける どうくつ
 廃鉱、作業場、迷路、地底湖などがある洞窟コース。4つのエレベーターが存在する。
 作業場にはリフトがある。2号エレベーターの下にある地底湖にはドッシーというおとなしい恐竜がいる。
 地底湖の金網の桟橋のある場所の大型の扉の奥には、「メタルスイッチのたき」のコースにつながる泉がある。作業場から落ちて入る「ケムリめいろ」には煙（64版では黄色、DS版では紫色）が充満しており、メタルマリオやスケスケマリオ（DS版では透明ルイージやメタルワリオ）以外で迷路に充満する煙の中にいると息苦しくなり体力が減っていく（迷路内は一部高台がある）。また、このケムリめいろには出口以外に避難場所が3か所設置されており、うち2か所はドアがありスターの場所に通じている。
 全体的に複雑な構造であり、ところどころに地図や看板が設置してある。緑のブロックがある。
 6-1 ドッシーのいる ちていこ
 6-2 そうさリフトの あかコイン
 6-3 メタルでダッシュ（DS版ははしれ！メタルワリオ）
 6-4 ケムリめいろを ぬけて
 6-5 ケムリめいろの ひじょうぐち
 6-6 ゴロゴロいわの ひみつ
 6-7 ちていの スイッチスター（DS版）
 基本コース7・ファイアバブル ランド
 足場以外が溶岩で覆われたコース。溶岩に触れると大ダメージ（帽子有りでダメージ3）を受けて飛び上がる。コースの中心には火山があり、火口から入ることができる。赤いブロックがある。
 7-1 おとせ ボスどんけつ
 7-2 たたかえ！ どんけつたい
 7-3 15パズルの 8まいコイン
 7-4 コロコロ まるたわたり
 7-5 かざんの パワースター
 7-6 かざんの リフトツアー
 7-7 ほのおの シルバースター（DS版）
 基本コース8・あっちっち さばく
 流砂、ピラミッドが存在する砂漠のコース。
 濃い流砂は踏み込むと即飲み込まれ、ミスになる。普通の流砂は踏み込むと少しずつ沈み込んでいき、完全に沈むとミスになるが、ジャンプを繰り返せば脱出できる。赤いブロックがある。
 8-1 いたずらハゲたか ジャンゴ
 8-2 ピラミッドの てっぺんで
 8-3 きょだいピラミッドの ないぶ
 8-4 4つのはしらに たつものへ
 8-5 とびまわれ 8まいコイン（DS版は8-7）
 8-5 オニマスクンの スイッチスター（DS版）
 8-6 きょだいピラミッドの ナゾ
 基本コース9・ウォーター ランド
 深海のコース。
 渦潮のある深海と、クッパの潜水艦が停泊する巨大ドックの2つのエリアで構成されている。
 「ほのおの うみの クッパ」をクリアするとドックからクッパの潜水艦が姿を消し、代わりに動くポールとコース外に通ずる巨大な排水口が出現する。
 通常、取得済みのパワースターを再度選択すると地形も一時的にその当時の状態に戻るが、「ほのおの うみの クッパ」のクリア後に限っては、再度「クッパのせんすいかん」を選択しても潜水艦が復活しない。ただし、透明なパワースターは残っており、動くポールを使用すれば再取得できる。緑と青の2種類のブロックがある。
 9-1 クッパの せんすいかん
 9-2 うずしおの たからばこ
 9-3 にげたクッパの あかコイン
 9-4 ふきだす みずを くぐれ
 9-5 マンタの おくりもの（DS版は9-7）
 9-5 カメサーフィンの スイッチスター（DS版）
 9-6 ボウシが そろったら（DS版は かなあみの むこうがわ)
 クッパコース2・ほのおの うみの クッパ
 ウォーターランドの「クッパのせんすいかん」クリア後に入れる、2つ目のクッパコース。
 コース7の「ファイアバブルランド」と同様に、足場以外のほとんどが溶岩で覆われており、3層で構成されている。
 エクストラコース4・おほりのとうめいスイッチ（DS版では「おほりのしたのひみつ」）
 城の地下の柱を押してお堀の水を抜くと入れるコース。入り口は城外のお堀の下にある。64版では青スイッチが置かれ、とうめいマリオ状態でスタートする。道中が動くリフトで構成された地下のアスレチック地帯。
 奈落に落下すると城の滝の下の水中に潜った状態で出される。
 エクストラコース5・メタルスイッチのたき（DS版では「たきのしたのひみつ」）
 基本コース6の「やみにとける どうくつ」のコース内の地底湖から入れる滝のコース。
 64版では緑スイッチが置かれ、メタルマリオ状態でスタートする。川の流れが速く、メタルマリオ（DS版ではメタルワリオ）でないとあっという間に流されてしまう。川は滝つぼに近づくほど流れが遅くなる。また、川下は城の外の滝に通じている。

城2階 
城地下の「ほのおの うみの クッパ」をクリアして城2階のカギを入手すると入れる。
 基本コース10・スノーマンズ ランド
 中央に巨大雪だるま「スノーマン」がいる雪原コース。入口は鏡の間に隠された壁の中。
 スノーマンの中腹付近にはかまくら「フワフワさんのおうち」がある。
 ここの池は冷たく、水面に顔を出していても回復せず体力が早く減っていくほか、アイスどんけつのいる氷の浮いている池はDS版のメタルワリオ以外だと飛び込むだけで溶岩同様の大ダメージを受けて、飛び上がってしまう。青いブロックがある。
 10-1 おおゆきダルマの おでこ
 10-2 こおりのくにの どんけつ
 10-3 こおりの オブジェ（DS版はヨッシーの こおりの オブジェ）
 10-4 つめたい いけを こえて
 10-5 コウラにのって あかコイン（DS版はコウラにのって シルバースター）
 10-6 フワフワさんの おうち
 10-7 おうちのなかの あかコイン（DS版）
 基本コース11・みずびたシティー
 地上都市の「みずびたシティー」と地下都市の「ダウンタウン」で構成された水没都市のコース。
 水位をスイッチで上下させ、合わせて水に浮いている足場の高さが変わる事を利用して攻略する。また、絵に入る時の高さに応じて、スタート時の水位が変化する（3段階）。緑と青の2種類のブロックがある。
 11-1 ビリビリの まめリフト
 11-2 トップ オブ ザ シティー
 11-3 あさせと そらの シークレット（DS版はあさせと そらの 5シークレット）
 11-4 いそげ！ かなあみエレベーター
 11-5 ダウンタウンの あかコイン
 11-6 ダウンタウンを かけろ
 11-7 みずびたシルバースター（DS版）
 基本コース12・たかいたかい マウンテン
 空中に浮かぶ高山コース。
 周辺に多数ある大きなキノコも足場として利用できる。
 道中では帽子を飛ばすヒューヒューという敵が出現する（DS版で飛ばされた帽子は猿のワッキィが持っている、なおヨッシーの場合は飛ばされるだけ）。
 山の中腹からスライダー「マウンテンスライダー」に入れる。
 12-1 たかいたかい やまのうえ
 12-2 いたずらザル ウッキィのオリ
 12-3 おばけキノコの あかコイン
 12-4 マウンテン スライダー
 12-5 はしのうえから みわたせば（DS版は12-7）
 12-6 ぶっとべ はなれキノコへ（DS版はとべ！はなれキノコへ、12-5）
 12-6 おやまの 5シークレット（DS版）
 基本コース13・ちびでか アイランド
 入口の絵が2つあり、入った絵の大きさでほぼ同じ地形ながら縮尺が大きく異なるコース。小さい絵からは「チビ島」、大きい絵からは「デカ島」に行くことができ、敵キャラの大きさも異なる。
 コース内にある3つの土管で両島を行き来できる、片方で起こしたイベントがもう片方に影響する仕掛けもある。
 デカ島にはハナチャンの住む洞窟がある。
 13-1 きょだいパックンフラワー
 13-2 デカじまの てっぺんで
 13-3 ノコノコ リターンマッチ
 13-4 チビじまの 5シークレット（64版）
 13-4 かいちょうジャンゴ（DS版）
 13-5 ハナチャンの あかコイン
 13-6 イカリの ハナチャン
 13-7 しまのなかの スイッチスター（DS版）

城3階 
 基本コース14・チック タック ロック
 柱時計の内部。入口の絵は針が動いた時計の文字盤になっており、絵に入った瞬間の長針の位置によってコース内の仕掛けの動きの速さが決定する。
 14-1 グルグル かごのなかへ（DS版はかごのなかの ルイージ）
 14-2 ふりこの へや（DS版はふりこの スイッチスター）
 14-3 チックタックはりの うえ
 14-4 えっへん てっぺん ドッスン
 14-5 つきだしを のりこえて
 14-6 00ふんの あかコイン
 14-7 チックタック シルバースター（DS版）
 基本コース15・レインボー クルーズ
 天空アスレチックコース。天空船やお屋敷など全てが空に浮き離れている為、足場同士は虹の上を進むじゅうたんなどで移動しなければならない。
 天空船後部には大砲が設置されており、この大砲で天空船近くの虹の輪の先にある浮き島まで行く事が出来る。天空屋敷もあり、中には炎を吹く暖炉がある（暖炉に突っ込むと溶岩同様のダメージを受ける）。
 アスレチックエリアには巨大ブランコや、スイッチを踏むと足場に変わるピラミッドブロックがある。
 『大乱闘スマッシュブラザーズDX』・『大乱闘スマッシュブラザーズX』でも対戦ステージとして使われている。
 15-1 にじをわたる ふね
 15-2 てんくうの おやしき
 15-3 タテめいろの あかコイン
 15-4 かぜきる きょだいブランコ
 15-5 おおぞら アスレチック
 15-6 にじの かなたの しま
 15-7 おやしきの スイッチスター（DS版）
 エクストラコース6・にじ かける はねマリオ
 虹のかかる雲の上のコース。入口は「レインボー クルーズ」入口の反対側にある。
 はねマリオと大砲を使って、いろいろな場所に置かれている赤コインを集めていく。
 コースから落下してもミスにはならないが、城の外の湖（大砲の近く）に落ちる。
 クッパコース3・てんくうの たたかい!
 最後のクッパコース。
 様々なアスレチック要素が組み込まれている。入口の手前にあるドアはスターの枚数に関係なく開くが、コース入り口の手前に「無限階段」があり、パワースターが足りないと階段が無限に続き、上まで辿りつけない（DS版では足りていてもマリオ以外だと階段が無限に続く）。
 最後に待ち構えているクッパを倒せばゲームクリアとなる。

特記事項 
 この作品からピーチ姫の名前が日本国内のものに統一された。それまで日本国外では「Toadstool（毒キノコ）」という名前がつけられていた。なお、旧称の名残としてか、日本国外版でのピーチ姫の手紙には「Princess Toadstool. Peach」と書いてある（日本版でも振動パック対応版以降のピーチ姫のボイスの中に同様の表現がある）。
 各レースでのスタート、もしくはゴールした時のBGMはTBS系列の番組『リンカーン』の『なるほど!共感ゲットカーペット』で「小共感 （最低評価）」が出た時のBGMとしても用いられた。
 1人用ゲームである為、通常は1Pのコントローラーしか使わないが、オープニングのジュゲムの場面とエンディング中に限り接続している2Pのコントローラーの3Dスティックで画面の視点操作が可能である。電源を入れる前に2Pのコントローラーを接続する必要がある。（振動パック対応版ではできない）
 マリオのキャラクターは、700ポリゴンでモデリングされている。
 一定時間操作しないでいるとマリオが寝はじめる。最初はその場に座りこんで寝ているが、更に一定時間経つと横になり、更に一定時間が経つと寝言を喋る。体力が残り2以下のときは寝ず、うなだれて喘ぐ。また雪国のコース（さむいさむいマウンテン、スノーマンズランド）では寝ることはないが一定時間操作しないとマリオが凍えた様子を見せる。
 一部のコースにおいて、取ることのできないコインが存在する。（『マリオ視点』に切り替えて、地面や壁の裏側を覗くと発見できる）
 2021年7月11日にアメリカで行われたオークションにおいて、同オークションに出品された未開封の本ソフトがゲームソフト史上最高額である156万ドル（日本円で約1億7200万円）で落札されたことがオークション会社から発表された。これまでの最高額は同月9日に同じオークション会社に出品され、87万ドル（日本円で約9600万円）で落札された『ゼルダの伝説』（1987年発売）の未開封品であり、2日後に再び記録を更新すると共にゲームソフトの落札額が100万ドル（日本円で約1億1000万円）を超える初めての事例となった。
 通称「ケツワープ」（海外での呼称は「Backwards Long Jump」、通称「BLJ」）と呼ばれる座標バグは本作における実用性とネタ性を兼ねたバグ技として有名であり、ゲーム系のメディアでも取り上げられることが多い。この作品をRTA最大手種目たらしめている要因ともなっている（2021年6月時点）。研究され尽くした結果タイムの短縮が熾烈を極めるものとなり、2015年8月に更新された世界記録を3秒縮めるのに約3年を要したという報告がある。本作のファンサイト『sm64.com』によると、「ケツワープ」が初めて公の場に登場したとされるのが、任天堂の公式マガジン『クラブニンテンドー』スペイン語版2000年11月号だとされている。発見者はメキシコ在住のダンテ・イワン・ルイズ・ビジャレアルとその兄であるジョセ・アンヘル・ルイズ・ビジャレアル。ジョセがクラブニンテンドーに「ケツワープ」の手法を投稿したのは1998年頃だったが、それから2000年11月の掲載まで約3年かかった。この兄弟2人にとって元々重要であったのはジャンプの際の掛け声が高速で連呼されることで周囲の笑いを取ることにあったが、2021年に電ファミニコゲーマーの取材に応じたダンテはRTAの技術として広く知れ渡ったことに対して「変な気持ちです」と心境を語り、栄誉を感じるというよりは「楽しい笑い話です」と振り返っている。しかし実際のところ、1996年11月1日発売の『ファミマガ64 Vol.6』が「ケツワープ」の初出であり、そちらによるとゲーム発売後数日に発見されたとある。また、同年12月1日発売のワンナップ『スーパーマリオ64 完全クリアガイド』(メディアファクトリー)にも公開され、当時としては攻略本にすらも掲載される有名な裏技であったと言える。

振動パック対応バージョン 

NINTENDO64の周辺機器である振動パックに対応しており、日本国内のみの発売である。日本版ではなく、日本より遅れて発売された北米版をベースに作られており、振動機能以外にもいくつか仕様が変更されている。

概要 
DS版も概ねこの変更点を踏襲している。また、日本版におけるWii / Wii Uのバーチャルコンソール版、『スーパーマリオ 3Dコレクション』に収録されているバージョン（外国語版含む）もこの振動パック対応バージョンである。

CMには広末涼子が出演した。

変更・追加点 
外国語版で変更・追加された要素も含む。

 1997年に発売された為、タイトルの下に「1996-1997」と書かれている。
 タイトル画面のトレードマーク（TM）の文字色が変更された。
 タイトル画面を放置すると流れるデモシーンにクッパと戦うシーンが追加された。
 マリオの顔がある画面でZボタンを押すと見られる演出が追加されている。
 振動パックに対応している為、マリオの顔がある画面の右下に振動パック対応の表示がある（Switch版では削除）。
 ピーチの声（CV.）が追加された。
 マリオの声のバリエーションが増え、声を発するシーンが増えた。また、外国語版と発する声が一部違う。
 エンディングのスタッフロールにピーチの声のボイスキャストが追加された。
 ワンワンの声の変更。
 一部の効果音の変更・追加（赤コインを取った時の音、各種スイッチを押した際に流れる謎解き正解音など）。
 Bボタンだけでなく、Aボタンでも看板を調べたりNPCに話しかけることができるようになった。
 寝ているパックンフラワーに接触してもダメージを受けないようになった。
 基本コース3・「かいぞくの いりえ」の絵の変更（泡の絵→海賊船の絵）。
 基本コース3・「かいぞくの いりえ」の一部スターがブロックから出現するようになった。
 基本コース4・「さむいさむい マウンテン」の一部スターの出現位置の変更。
 エクストラコース1・「ピーチのかくれスライダー」へ続く通路の壁のテクスチャの変更。
 バグの修正。

この他にも変更点がある。

他機種版による違い 
 Wii版ではスケスケマリオのノイズエフェクトが正しく描画されず半透明になっていたり、グラフィックの一部がちらついたりすることがある。
 Wii U版ではノイズエフェクトが正しく描画されている一方、ゲーム全編において明度が下げられている。
 スーパーマリオ 3Dコレクションでは画面全体、テクスチャ、UIの高解像度化がなされている。
 NINTENDO 64 Nintendo Switch Onlineでは3Dコレクション同様、画面の高解像度化がなされているが、炎エフェクトが暗い半透明になっている。

続編の発売中止 
本作『スーパーマリオ64』の続編として、64DD用ソフト『スーパーマリオ64 2』が企画されていた。ルイージが登場する予定であったが、企画は1999年に中止となった。また、1996年のNINTENDO64スペースワールドにはサンプルのデモ用として本作の64DD版（ディスク版）が存在していた。

オリジナルサウンドトラック 

NINTENDO64サウンドシリーズ第1弾として1996年7月19日に発売された。発売元は株式会社ポニーキャニオンである。メインテーマやスライダーなど全36曲収録されており、36曲目にはボーナストラックとして「パックンフラワーの子守歌」が入っている。

DS版 

『スーパーマリオ64DS』（スーパーマリオろくじゅうよんディーエス、SUPER MARIO 64DS）は、2004年12月2日に発売されたニンテンドーDS用のアクションゲーム。こちらも、本体と同時発売のローンチタイトルの1つである。この項目では大まかな変更点・追加点を記述する。

主な特徴 
 64版をベースに、様々な新要素が搭載された。なお、登場キャラクターは64版のモデルデータを流用していないため、全て一から作り直されている。
 従来のゲームモードに加え、VSモードとミニゲームモードが追加された。
 ニンテンドーDSにプラットフォームを移した事で、タッチペンを利用した操作にも対応している。
 マリオに加え、ルイージ、ワリオ、ヨッシーがプレイヤーキャラクターとなった。それぞれ異なる特徴を持っている。ただし、ゲーム開始時にはヨッシーしか使用できず、後の3人を救出しながらゲームを進めていく事になる。これに絡んでストーリーが変更・追加された。使用キャラクターの変更は、城内部のピーチの部屋前広間で行う。なお、ヨッシーはプレイヤーキャラクターとなったため、城の屋根からいなくなった。
 一部のコースの構造が変更されているほか、新たに追加されたコースがある。
 新たに3体のボスキャラが追加された。ボスの台詞は操作キャラクターにより変化する。

 1コースあたりのパワースターの数が8枚になっている（一部は出現方法などが変更されている）。また今作にはシルバースターやスタースイッチから登場するパワースターが出現した。また、赤コインの場所をマップに表示してくれる赤ボムへいも登場する。
 ボディアタックをすると64版では少し急降下するが、今作では少し浮くので、幅跳びで飛び超える所に（三段跳びと組み合わせる事で）使用する事が出来る。またボディアタックで着地してもダメージを受けなくなった。
 足音の種類がいくつか変更され、見た目と近くなった。
 64版ではスペックの都合上、一部の効果音が再生されない場合があったが、DS版では正しく再生される。（特にスイッチを踏む時の音など）

ストーリー 
ピーチ姫から招待状を受け取ったマリオが弟のルイージと、なぜかいつも自分を敵視しているワリオを連れて城を訪れる。しかし3人は城から一向に帰ってくる気配がないため、異変を察知したジュゲムブラザーズがヨッシーを城へと向かわせる。そこでヨッシーはクッパの声を聞き、クッパが絡んでいる事を知ったヨッシーはピーチ姫を救うためにマリオ、ルイージ、ワリオを探しに行く事になった。

ゲームモード

アドベンチャー 
ヨッシーを操作してマリオ・ルイージ・ワリオを救出し、パワースターを取り戻すメインモード。マリオ・ルイージ・ワリオを救出すると、そのキャラクターでも操作出来るようになる。

VSバトル 
2人から4人まで遊ぶ事ができる、スターを奪い合うモード。ダウンロードプレイのみ対応している（全員がソフトを持っていても親機からダウンロードする必要がある）。また、1人で練習することも可能（コンピューターキャラはなし）。

操作方法はメインモードと同じ。コース内のあちこちにスターがランダムで出現し、取得すると別の場所にスターが出現する（「スライダーレース」のみ例外で、スターの数・位置は固定）。操作するキャラクターはヨッシー固定（色は緑・赤・青・黄の4色）で、へんしん帽子を取ると他の3人に変身出来る。

ミニゲーム 
全36種類の1人用ミニゲーム。メニューの右側にこの項目がある。最初に遊べるのは8種類だけで、本編ゲーム内において城にいるウサギのミップを捕まえる事により追加されていく。一部のミニゲームはその後発売された『New スーパーマリオブラザーズ』にも収録され、通信対戦により多人数プレイも可能となっている。
 ☆印…本編ゲーム内において城にいるウサギのミップを捕まえる事により追加される隠しゲーム。
 ★印…ニンテンドーDS用ソフト『New スーパーマリオブラザーズ』にも収録されているもの（一部ミニゲームは通信対戦専用化や若干の仕様変更が加えられている）。

ヨッシーのミニゲーム
あいつをさがせ!★
はなうらない★
テレサのくらやみスクラッチ☆★
パズルパネル☆★
ヨッシーのおとあて☆
オニマスクンゲーム☆
ハナチャンをさがせ☆
モンタージュスロット☆
げんかいパズル☆

マリオのミニゲーム
アミダス★
ジャンピングマリオ★
ボムへいをわけろ!☆★
トランポリンマリオ☆★
かめのこうらカーリング☆
スーパージャンピングマリオ☆★
がったいアミダス☆
れんぞくコウラあて☆
スーパートランポリンマリオ☆

ルイージのミニゲーム
ルイージのしんけいすいじゃく★
ルイージ・カルロ★
ルイージのえあわせポーカー☆★
ルイージのルーレット☆
スーパーマリオ・スロット☆
ルイージのだいしょうカード☆
どこまでもルイージ・カルロ☆
いっぱい しんけいすいじゃく☆
ラッキー・スロット☆

ワリオのミニゲーム
ボムへい・パチンコ★
ゆきだるま ころがし★
ビンゴボール☆
ワリオのコインゲーム☆★
ハテナカード☆
スロットショット☆
たまいれパチンコ☆★
びんぼうガマグチクン☆
ながい ながい みちのり☆

なお韓国版ではミニゲームが削除されている。

システム 
 下画面に地図が表示される。また地形にも一部変更が加えられ、大半のコースで足場が増加または拡大された。
 操作方法は「Yダッシュモード」、「タッチモード」、「デスクトップモード」の3種類の操作方法があり、ポーズメニューで切り替える事が出来る。初期設定は十字ボタンで移動し、Bボタンでジャンプし、Yボタンでダッシュする「Yダッシュモード」になっているが、タッチスクリーンでも移動出来る。また、「タッチモード」では十字ボタンは使用しない。さらに、「デスクトップモード」ではLRボタンを使用せず、十字ボタンもしくはA・B・X・Yボタンでジャンプやしゃがむなどの操作を行い、タッチペンを使用して移動が出来る（「Yダッシュモード」と「タッチモード」ではボタンの配置から左手でタッチスクリーンを操作する事になる為、DS本体に同梱されていたタッチストラップを使う事が推奨されている）。
 ヨッシー以外の場合、帽子をなくした状態でパワースターを取ると、帽子は城1階の入口近くにいるキノピオが持っており、話しかければ取り戻せる（話しかけた時の台詞はキャラクターによって異なる。また、城内にいるキノピオは64版と異なる台詞を言ったり、キャラによって台詞が変わる事がある）ため、帽子を失くしたコースまで取りに行く必要がない。また、64版では帽子をなくしたコースにしか帽子がないが、今作では帽子をなくす可能性があるコース全てに出現する。
 ダメージを受けた衝撃で倒れた後の復帰までの時間が長くなった。また、ライフが0になった時、64版では目が×になっていたが、今作では目は閉じている。水中でライフが0になった場合も口を塞ぐ部分が省かれている。
 ヒップドロップで看板を埋めたり、看板を抜いて捨てたりする（ワリオのみ）こともできるようになった。
 黄色いブロックから登場する緑のコウラは何回でも使用できるようになった。
 パワースターの数は64版と比べて30枚増え、全120枚から全150枚になった。そのため、城外部の大砲を使うには150枚全てを揃える必要がある。
 エンディングがクリア状況により変化する。マリオ以外を救出していないと最後の映像にはヨッシーとピーチ姫とマリオとジュゲムブラザーズしか登場しないが、ルイージやワリオを救出しているとそのキャラも登場する。
 エンディングのピーチ姫の台詞の「マリオ」という部分が「ヨッシー」に変わっている。
 ステージが増えたためエンディングテーマの再生時間が長くなった。また、エンディングの際に視点を操作できなくなった。

登場キャラクター

使用キャラクター 
 ヨッシー
 ゲーム開始時から使用出来るキャラクターで、DS版ではマリオと共に主人公を務める。
 パワーはないが、他の基本能力は普通であり、ヒップドロップ・足払い・スライディングキックといった攻撃は出来る（ただし、これらでレンガやテレサを壊したり倒す事は出来ない）。
 他の3人と違い、パンチなどの攻撃が出来ない代わりに、舌を出すと色々なものを食べる事が出来、他の3人では倒せない特定の敵を倒すことができる。
 物が掴めない、レンガを壊せない、テレサが倒せないという弱点があり、「テレサのホラーハウス」「びっくりひみつきち」「きょうふ!キングテレサ」など入れないコースもある。
 舌と踏ん張りジャンプを除けば64版のマリオ同等の能力を持つ（踏ん張りジャンプはヨッシーシリーズと異なり1回しかできない）。
 また、他のキャラクターを救出していれば、ナンバリングコーススタート時に救出したキャラクターに応じた帽子のアイコンが出現し、これをタッチすると帽子に対応したキャラクターに変身してコースに入る事ができる。但し、ナンバリング以外のコースではスター選択画面自体がないためヨッシー以外でスタートできない。
 マリオ
 救出コース「おこりんぼクリキング」クリア後に使用可能（幽閉されている間は助けを求めていた）。本作ではヨッシーと共に主人公を務める。
 基本能力とアクションは64版と同じ。壁キックのジャンプが使えるのはマリオだけである。
 通常ジャンプと2段ジャンプは普通の高さだが3段ジャンプはヨッシーより高く、実質のジャンプ力は64版よりも向上しており、風船マリオを使うことでより高い所への移動に特化し、他のキャラより若干スピードが速い
 クッパが本当のライバルと認めるのはマリオだけのようで、自動ドアはマリオでしか開ける事ができない（一度開ければマリオ以外でも入れる）。最終コースでは最初からマリオ以外でも入れるが、64版でスターが足りない時と同様に無限階段に入れられてしまう。
 このためマリオを救出しなければ先のステージに進むことができず、ゲームクリアにマリオの救出は必須となっている。
 ルイージ
 基本コース5「テレサのホラーハウス」の中にある救出コース「きょうふ!キングテレサ」クリア後（幽閉されている間は悲鳴を上げていた）、使用可能になる。
 テレサのホラーハウスはヨッシーでは突入できないため、マリオかワリオで挑む必要がある。コース自体はクッパステージで手に入る鍵を必要としないため、クッパ戦をクリアしてなくても使用できる。
 パワーは低い為、重いものを持つと足が遅くなるが、ジャンプ力が高くて泳ぐスピードも速い。また3段ジャンプはマリオよりも高い。走ったまま水の上をしばらく走り続ける事ができる。
 ワリオ
 救出コース「どつけ!キングアイスどんけつ」クリア後に使用可能（幽閉されている間は怒号を上げていた）。
 2回目のクッパ戦をクリアしてないと救出コースのあるところに進めない。また、通常はルイージでないとコースの入り口に入れないのでルイージも救出しておく必要がある。
 パワーが高く壊せないものを壊す事ができたり、看板を持ち上げられたり、クッパを投げ飛ばす時の飛距離が長い反面、ジャンプ力とスピードが低い。
 木の棒や看板などヒップドロップが通常2、3回必要なところを、1回で済ませられる。黒レンガや鉄球はワリオでしか破壊できない。

その他のキャラクター 
 ボムキング
 コース1「ボムへいのせんじょう」のパワースター「やまのうえのボムキング」では、セリフが操作キャラクターにより変化する。
 赤ボム
 コース1「ボムへいのせんじょう」のパワースター「やまのうえのボムキング」では、セリフが操作キャラクターにより変化する。
 追加点としては「おさかなといっしょ」を除く、赤コインのあるコース全てに赤コインの場所を教えてくれる役が追加され、重要なキャラクターになった。また、「今人気の帽子」（「今人気の帽子」を被らないと取れないパワースターが多い）を教えてくれる者もいる。
 フクロウ
 64版では「バッタンキングの とりで」にのみ登場し、パワースター「とりかごへストーン」のみに関わっていたが、DS版では「さむいさむいマウンテン」、「スノーマンズランド」、「たかいたかいマウンテン」、「ちびでかアイランド（デカ島のみ）」にも出現する。直接パワースターに関わることはなくなったが、ショートカットとして役に立つ。また掴まっている時はBGMが追加された（パワーフラワーを取った時の音楽のアレンジが流れる）。
64版ではフクロウを使った後は初期地点まで飛んで移動するが、今作では初期地点までワープして戻るようになった。
 ノコノコ
 今作ではマリオ以外（へんしん帽子でほかのキャラに変身している時も含む）で話しかけると「マリオさん、しらないッスか？」と言われ、レースができない。このためマリオ以外でレースに挑むには、へんしん帽子でマリオに変身してからノコノコに話しかける必要がある。また、レース中にマリオのへんしん帽子が脱げるなどして、マリオ以外の状態で先にゴールしても良いが、マリオ以外の状態で話しかけてもパワースターは貰えないため、必ずマリオの状態で話しかける必要がある。
 ドッシー
 ゴーグルを着けているほか、ワリオのへんしん帽子を被っていることがある。
 ミップ
 城の地下以外にも様々な場所に出現するようになった。出現させるにはピーチの部屋のミニゲーム部屋にいるキノピオに話しかける必要がある（一部のミップは城のお堀の水を抜かないと出現しない）。また、捕まえた時の報酬はミニゲームのカギに変更された。
 また、操作中のキャラクターによって出現するミップも異なるようになった。捕まえられるキャラクターごとに色が異なる（ヨッシー=黄、マリオ=赤、ルイージ=緑、ワリオ=橙）。操作キャラクター1人あたり7体=全部で28体がいる（うち、操作キャラクター1人あたり1体=全部で4体は口調が異なる）。
 ひかるうさぎ
 全8体（彼ら曰く兄弟）が登場する、体が白く光るうさぎ。このウサギはパワースターを40枚以上持っている際にミップがランダムで変化し、パワースターを多く取得すればするほど登場する確率が高くなる。8体全てを捕まえるとチェンジルームの一番右の白い扉に入れるようになり、入るとパワースターを取得できる。8体全て捕まえた後は登場しなくなる。

専用アクション 
ヨッシー
 ふんばりジャンプ
 ジャンプボタンを押し続けるとしばらく浮遊し、一瞬上昇できる。
 ルイージのばたばたジャンプと比べて、浮遊時間は長いが移動は遅い。
 落下時のダメージ防止には使えない。
 食べる
 他の3人はパンチになるが、ヨッシーの場合はこのアクションになる。
 舌を出して敵や物を口に入れて食べる事が出来る。そのまましゃがみ入力、もしくは一定時間経過により飲み込み、タマゴにできる。
 中には口に入れる事が出来ないものや、食べられるがタマゴにならない物もある。
 落下時のダメージ防止に使える。
 タマゴを産む・投げる
 舌を伸ばして敵を飲み込みタマゴにし、それを投げつけ敵を倒せる。タマゴのストックは一個のみ。箱をタマゴにした場合、タマゴは立方体になる。
 できたタマゴはヨッシーの後ろについて回る。複数の敵がいると連続に当てる事が出来、計算式は敵一体につき「タマゴにした敵を倒した際に出るコイン+タマゴで倒した敵から出るコイン」が手に入る。
 ある程度の距離ならホーミング効果があり必ず命中する。ただし箱をタマゴにした場合はホーミング効果はなく、投げるとそのまま地面を滑っていく。
 また、帽子を手に入れ、マリオなどに変身すると後ろの卵は消滅する。
 炎を吐く
 パワーフラワーを取ると、一定時間だけ炎を何回でも吐く事ができる。また焚き火などを口に入れても1回だけ吐く事が可能。
 このアクションでのみアイスブロックを消す事ができる。
マリオ
 壁キック
 64版では壁にぶつかった瞬間にジャンプボタンを押さなければならなかったが、今作では壁を滑り降りている時ならいつでもBボタンを押して壁キックが出来るようになった。
 はねマリオ
 羽を取るとはねマリオに変身出来る。効果はほとんど64版と同じだが、今作ではAボタンを押しっぱなしにしても落下ダメージを防げない。VSモードでは、他の3人でも変身出来る（羽は64版のように帽子に付くが、ヨッシーのみ背中に付く）。
 風船マリオ
 『スーパーマリオワールド』以来の登場。パワーフラワーを取ると風船マリオに変身し、一定時間だけBボタンを連打し宙を浮かぶ事が出来る。
 ダメージを受けると変身が解けてしまう。また、途中でヒップドロップを使うといつでも変身解除する事ができる。
 64版には無かったため、この効果が必要不可欠となるパワースターは全てDS版オリジナルである。
ルイージ
 ばたばたジャンプ
 ジャンプ中にBボタンを押し続ける事で落下速度が遅くなる。
 ヨッシーのふんばりジャンプと比べて、浮遊時間は短いが移動は速い。
 落下時のダメージ防止には使えない。
 透明ルイージ
 パワーフラワーをとると透明ルイージに変身する。効果はとうめいマリオと同じ。
 クルクルジャンプ
 ルイージの場合、バック宙から自動的にくるくるジャンプに繋がる。高い所から落下しても、着地時にダメージを受けない。
 高度・飛距離共に優秀。この能力でショートカットや他キャラが必要なコースのクリアができたりもする。また、この状態で敵を踏むとヒップドロップと同じダメージを与えられる。
 なお、その他のキャラでもフワフワさんやプロペラヘイホーを踏んだときにこの状態になる。
 水上移動
 ダッシュしながら水面に乗ると、数秒の間だけ水の上を歩く事が出来る。しかしながら、水上移動を活用して得られるものはコインなどであり、スイッチスターなどを水上移動して取るときはノコノコの甲羅があるので、実用性はほぼない。
 この能力は看板に「とてもすごいが、存在感がないだけかもしれない」と書かれている。
ワリオ
 パワフルパンチ
 ワリオのパンチは黒ブロックや岩や鉄球を壊す事ができ、攻撃に使えば敵を遠くへ吹っ飛ばす事ができる。パンチ以外（ヒップドロップや足払いやキック）も該当する。
 パワフルヒップドロップ
 ワリオのヒップドロップは、杭や看板を打ち終えるのに1回で済んでしまう。
 パワフルスロー
 重たいものを持ってもあまりスピードが落ちず、遠くへ投げる事が出来る。
 クッパ戦では、少ない振り回しでかなりの飛距離を稼げる。ただし、ワリオは2回目のクッパ戦後でないと救出できず、最終コースはバグを使わなければマリオでしか挑めないため、クッパ戦の攻略で光る事はない。
 木の看板を持ち上げる事もできる。そのまま投げれば捨ててしまえる。ただし、少し目を離すと知らずと復活している。
 メタルワリオ
 パワーフラワーを取るとメタルワリオに変身出来る。効果はメタルマリオと同じだが、今作では溶岩の上や極寒の湖もノーダメージで歩ける（ただし、砂漠の流砂同様、適度にジャンプをしないと次第に沈み、最後は飲み込まれてミスになる）。
 ジャイアントスイング
 VSモードのみのアクション。相手をクッパ戦さながらに、スイングして投げる事が出来る。

新登場アイテム 
ここではDS版の追加アイテムのみ記載する。64版から登場するものに関しては、64版の項を参照。
スーパーキノコ
 一定時間巨大化して無敵になる。触れた杭・看板・鉄球および敵は消滅し、破壊した数はカウントされる。7個破壊すると、8個目以降は破壊するたびに1UPする。巨大化して無敵になる効果は『New スーパーマリオブラザーズ』の巨大キノコに受け継がれた。また、スーパーキノコをとっている間はヨッシーのアクションがマリオたちと同じになる（攻撃力は触れるだけでもワリオ以上になる）。キノコが苦手なワリオでも例外なく使える。
 パワーフラワー
 レインボータワーの?スイッチを押すと全コースに出現する?ブロックから出現。それぞれ対応した特殊能力を持つ事ができる（これにより、スケスケメタル状態になることはできなくなった）。なお、?ブロックはマリオで叩くとハネ（下記参照）が出てくるものや、ボム兵が出てくるものも存在する（このボム兵は特殊で、出現するとすぐ爆発するほか、コインは出現しない）。ヨッシー以外のキャラで帽子がない場合は必ずボム兵（ハズレ）しか出てこなくなる。
 ハネ
 マリオを使用している場合のみ?ブロックから出現（パワーフラワーが出現する事もある）。はねマリオに変身する。帽子がない場合はボム兵しか出てこなくなる。レインボータワーに入ると帽子を失くしている状態でもコース内だけは帽子を被った状態になる為、マリオは帽子を失くした状態でレインボータワーに入っても、すぐに落下する事は無い。
 へんしん帽子
 マリオ、ルイージ、ワリオの帽子があり、コース上に落ちていたり敵キャラクターが被っていたりする。各キャラクターを救出すると出現するようになる（一部のコースでは救出にかかわらず最初から出現しているものもある）。またクッパ戦では、ヨッシーで挑んだ時のみクッパの炎の中からへんしん帽子が出てくる事がある（詰み防止）。
 取ると被った帽子のキャラクターに変身し、能力もそのキャラクターと同じになる（変身後の声は変身前のキャラクターのままで変わらない）。また、ボスなどからも被った帽子のキャラクター本人と認識されるようになる。変身が解ける敵に触れたり、攻撃を受けるなどすると、帽子が脱げて変身が解けてしまう。脱げた帽子は一定時間拾わないと消滅する（帽子を奪われた場合は消滅しない）。消滅した帽子はコースのどこかに再び出現する（その際、倒した敵が帽子を被った状態で復活する事があるが、再び倒してもコインは出現しない）。なお、コースから出ると帽子は自動的に外れる（コース内から他のコースに入った場合は除く）。
 ヨッシーでは、各キャラクターを救出すると救出したキャラクターの帽子がスター選択画面で選べるようになる。ヨッシーでは帽子を被っている状態で同じキャラクターの帽子を取ると1UPし、他の3人では何も起こらない。また、変身中に自分の帽子を取ると変身が解ける。なお、ヨッシー以外で自分の帽子がない場合は自分の帽子を取り戻すまで出現しない。

仕掛け 
 スイッチ
 64版では赤・緑・青色のブロックとスイッチがあったが、ブロックとスイッチの色が赤に統一された。なお、赤スイッチの場所は64版と変わらない。青・緑のスイッチのあった場所には新規のパワースターが設置されており、登場箇所も増加している。
 スイッチスター
 星型スイッチを踏むと一定時間のみ出現するパワースター（時間はコースにより異なる）。「パワースターのカプセル」の中に出現する。一定時間内に取らないとパワースターが消滅するが、何度でも押す事が可能。
 シルバースター
 飛び回る銀色の5枚のスター。コース上に静止した状態でそのまま置かれている事もあるが、特定の敵を倒したり特定の条件を満たす事で出現する場合もある。赤コインとは異なり、シルバースター集めのスター以外では出現しない。全て入手すると「パワースターのカプセル」の中にパワースターが出現する。ダメージを受けると入手したシルバースターを1枚ずつ落としてしまう（全て集めていても同様で、その際は再び5枚取るまでパワースターが消滅する）。
 アイスブロック
 氷でできた大きなブロックで、ヨッシーの炎を吐くアクションでしか消す事ができない。中にコインやパワースターが入っている事もある。
 黒ブロック
 頑丈で黒い大きなブロックで、スーパーキノコで巨大化している時に体当たりするか、ワリオのパワフルパンチでしか壊れない。アイスブロック同様、中にコインやパワースターが入っていることもある。

コース

変更コース 
 キノコ城の表側
 花壇とお堀へ行く坂が追加された。また、屋根の1UPキノコのある場所の床が白くなり、柵が設置されている。
 2かいのピーチのへや
 新たにチェンジルームとミニゲーム部屋が出来た。ミニゲーム部屋には「たからさがしアイランド」と「おこりんぼクリキング」の入り口がある。
 基本コース1・ボムへいの せんじょう
 シナリオ1以外は水爆弾が降ってこなくなった。
 基本コース2・バッタンキングの とりで
 砦の周りにある緑色の地面が増えて、バッタンがいる所から落ちてもミスにならないようになった。
 基本コース3・かいぞくの いりえ
 沈没船にある宝箱が4つから1つになった。
 基本コース4・さむい さむい マウンテン
 赤コインの一部が氷ブロックの中に設置された（ヨッシー以外では取れない）。
 基本コース5・テレサの ホラーハウス
 必要なパワースターが15枚になった。64版ではコース入り口の大きいテレサをいちいち倒す必要があったが、DS版では広場から出ない限りテレサが復活しなくなっている（ヨッシーはテレサを倒せないので事実上マリオ救出後に入れる）。「きょうふ!キングテレサ」への入口が追加された。別館の横にあるブロックが黒ブロックに変更された。また、赤コインの一部の位置変更。本棚の部屋の出口（キラーピアノの部屋の上付近）に新たに透明の壁が設置され、本棚の謎を解かずにパワースターを取る事が完全に不可能になった（透明ルイージでも不可能）。
 基本コース6・やみにとける どうくつ
 毒ガスの色が黄色から紫色に変更（また、毒ガスによるダメージを受ける度に動けなくなる）。大穴付近の足場増加。
 基本コース9・ウォーター ランド
 宝箱が4つから3つになった。
 基本コース10・スノーマンズ ランド
 コース中腹にあるかまくら（フワフワさんのおうち）内部の構造の大幅変更。64版では氷の立体迷路だったのが、DS版では水上に氷の板が浮いている。こおりのオブジェが64版では入り組んだ家のような構造だったが今作ではかなりシンプルな物になった代わりにヨッシーでしか取れなくなった。シルバースターの位置が64版の一部の赤コインと同じ位置になり、赤コインはかまくら内に移動された。
 基本コース12・たかい たかい マウンテン
 マウンテンスライダーの出口（ホルヘイの足場の下付近）に新たに金網が設置され、スライダーを滑った後コースに復帰するのが不可能になった。また、足場や柵が増加あるいは拡大され、難易度が低下された。64版では出来たスライダーのコース中盤でのショートカットができなくなっている。（64版では落下中に下部のコースが現れるが、DS版ではコースアウトとなる）
 基本コース14・チック タック ロック
 コースの構造（スタート位置など）が大幅に変更され、64版とはほぼ別物となった。下部分の足場も増え、落下ミスをしにくくなった。
 基本コース15・レインボー クルーズ
 船で発生する風が強くなった。
 エクストラコース1・ピーチのかくれスライダー
 ピーチの部屋の構造が変わったためコースの入口も若干変更されたが、コース内については特に変更はない。
 エクストラコース3・はばたけ!はねスイッチへ
 名称が「びっくり!はてなスイッチ」に変更され、必要なパワースターは14枚になった。はねマリオの状態でスタートする都合上、マリオ以外で入るとそのまま谷底に落下して城内に戻る。
 エクストラコース4・おほりのとうめいスイッチ
 青スイッチの撤去に伴い名称が「おほりのしたのひみつ」に変更され、コースの入口が黒ブロックになっており、ワリオしか入る事ができなくなった。
 エクストラコース5・メタルスイッチのたき
 緑スイッチの撤去に伴い名称が「たきのうらのひみつ」に変更された。
 エクストラコース6・にじかける はねマリオ
 2つあるパワースターのうち1つが黒ブロック内に隠れており、ワリオが必要となった。
 クッパコース1・やみの せかいの クッパ
 必要なパワースターが12枚になった。クッパの部屋が8角形になり、爆弾が8つに増えた。マリオ以外のキャラでも入れる為、クッパの台詞のマリオの部分が削除された（「ほのおのうみのクッパ」も同様）。
 クッパコース3・てんくうの たたかい!
 無限階段を解除する為に必要なパワースターが80枚になった。

追加コース 
 エクストラコース7・たからさがしアイランド
 ピーチの部屋のミニゲーム部屋にあり、スター1枚で入れる新コース。
 浅い海の上に浮かぶ島でシルバースターを集める。このコースのジャンゴは襲うことはあるが、影響はダメージを受けるだけで、他のコースと異なり帽子は取られない。
 BGMは『スーパーマリオサンシャイン』の「ドルピックタウン」のアレンジになっている。
 エクストラコース8・びっくりひみつきち
 城1階の中庭にあり、スター8枚で入れる新コース。入口が中庭のレンガの下にあり、ヨッシーでは入れない。マリオ救出後に入る事ができる。あちこちにあるシルバースターを集めるコースだが、鉄球が転がっている為シルバースターを落としやすい。
 BGMは「ピーチのかくれスライダー」と同じである。
 救出コース1・おこりんぼクリキング
 ピーチの部屋の奥の部屋にあり、スター8枚で入れる新コースで、マリオが捕らわれているコース。
 動く足場や狭い道が多い。コースのほぼ全体が毒沼の上にある。毒沼は「やみにとけるどうくつ」と同じく落ちると1ダメージ。
 BGMは「やみにとける どうくつ」と同じである。
 救出コース2・きょうふ!キングテレサ
 「テレサのホラーハウス」内の2階に入口がある新コースで、ルイージが捕らわれているコース。ヨッシーは入れず、ワリオも通常はルイージでしか救出できないのでマリオが救出することになる。
 スタートから4つ目の部屋まではキングテレサの笑い声が聞こえ、4つのドアのうち正しいドアを開けないとスタート地点に戻されてしまう。また、穴に落ちてもミスにならず、スタート地点に戻される。
 BGMは「テレサのホラーハウス」と同じである。
 救出コース3・どつけ!キングアイスどんけつ
 城2階の鏡の部屋にある新コースで、ワリオが捕らわれているコース。
 鏡の中に入口がある為、入るには透明ルイージで鏡の中に入る必要がある（ルイージで鏡の部屋に入ると、パワーフラワーが設置されている）。
 「スノーマンズ ランド」に似た氷のコースで、どんけつが多く登場し、滑りやすい。突風が吹いている所もあり（この突風は他のコースと異なり止む事無く吹き続ける）、それを利用して進むところもある。また2種類の冷たい池も存在する。入口は鏡の中にあるワリオの絵だが、出るときは鏡の外にあるルイージの絵から出てくる。
 BGMは「さむいさむい マウンテン」と同じである。

対戦コース 
全てのステージの曲がピーチのかくれスライダーになっている。
 キャッスルバトル - 本編におけるキノコ城の表側。大砲とコースの入り口が封鎖されており、大砲のところにリフトが浮かんでいる。堀の水は張った状態になっている。
 スライダーレース - 本編における「ピーチのかくれスライダー」。
 たからさがしアイランド -  ブロックから出るアイテムがはねになっている。
 びっくりひみつきち