Nadat ze Mother Brain, de leider van de Space Pirates die buitenaardse wezens, bekend als Metroids, wilden gebruiken om de wereld te domineren, nam premiejager Samus Aran de strijd mee naar het thuisland van de Metroids en roeide hen uit. Er bleef slechts één Metroid-larve over. Samus bracht het naar een galactisch onderzoeksstation, en wetenschappers verzekerden haar dat de krachten van de larve kunnen worden benut om mensen te helpen. Alles gaat echter mis wanneer een draak de wetenschappers doodt, de larve meeneemt en de onderzoeksfaciliteit vernietigt. Samus volgt de draak naar de planeet Zebes, waar ze eerder tegen Mother Brain heeft gevochten. Ze moet de gevaarlijke planeet verkennen, in leven blijven en een manier vinden om de larve terug te halen.
Super Metroid is een platformspel en een vervolg op Metroid II. Net als de vorige spellen in de serie is het niet verdeeld in aparte levels; de planeet Zebes is een open wereld die Samus heen en weer doorkruist. Deze wereld is verdeeld in kamers die gescheiden zijn door deuren die opengeschoten moeten worden om geopend te worden. Schieten wordt ook gebruikt om geheime doorgangen te openen, waarvan sommige handige bonussen bevatten, maar het vinden van de meeste daarvan is nodig om verder te komen in het spel.
Er zijn veel items te vinden onderweg, en elk nieuw item maakt meestal tot nu toe ontoegankelijke gebieden beschikbaar voor Samus. De items omvatten zowel wapens (zoals raketten, superraketten of upgrades van Samus’ standaard laserwapen), energietanks die Samus’ maximale gezondheid verhogen, en andere gadgets (zoals een grijphaak waarmee Samus aan het plafond kan blijven plakken).
Er zijn verschillende vijanden – buitenaardse fauna – die rondsluipen op planeet Zebes. De vijanden respawnen allemaal na het opnieuw betreden van een kamer, hoewel Samus’ toenemende capaciteiten ervoor zorgen dat ze makkelijker te verslaan worden naarmate de speler vordert. Na het doden van hen laten de vijanden meestal wat gezondheid of munitie achter.



