La palette de mouvements reprend en grande partie celle de Super Mario 64 (triple-saut, saut en longueur, saut mural, etc.). La principale nouveauté est la possibilité de se servir de la casquette de Mario, Cappy, afin d'attaquer les ennemis, de s'en servir de plate-forme, ou encore de prendre le contrôle de divers ennemis et autres éléments du jeu.
Le jeu reprend la jauge de santé déjà apparue dans la plupart des précédents jeux depuis Super Mario 64. Le joueur peux changer la tenue de Mario.
Un mode coopération permet à un deuxième joueur de contrôler Cappy, la casquette de Mario.
On ne mourra pas dans le jeu, on perdra juste des pièces.