Super Mario 64 is een singleplayer 3D-platformspel waarin spelers Mario door het kasteel van Prinses Peach en de magische werelden leiden in een poging haar te redden van Bowser. Wanneer Mario bij het kasteel aankomt na Peachs uitnodiging te hebben ontvangen, ontdekt hij haar verdwenen, het kasteel is overgenomen door Bowser, en de Toads zijn gevangen door zijn spreuk. Om Bowsers controle te doorbreken en Peach te bevrijden, moet Mario de vele schilderijen van het kasteel verkennen, die fungeren als portalen naar verschillende werelden, en Power Stars verzamelen die daarin verborgen zijn.
In tegenstelling tot eerdere side-scrolling Mario-spellen speelt deze aflevering zich af in volledig driedimensionale omgevingen. Elke baan is opgebouwd rond doelen die verbonden zijn aan Power Stars, zoals het verslaan van bazen, het voltooien van tijdsuitdagingen of het oplossen van omgevingspuzzels. Levels kunnen meerdere keren worden bezocht, vaak met nieuwe gebieden die opengaan zodra Mario nieuwe vaardigheden of items krijgt. Voortgang door het kasteel vereist het verzamelen van genoeg sterren om deuren te openen en nieuwe vleugels van het kasteel te bereiken, waarbij drie grote ontmoetingen met Bowser Mario’s doorgang naar de uiteindelijke confrontatie bepalen.
Mario’s bewegingsset is sterk uitgebreid vergeleken met eerdere spellen. Naast rennen en standaard springen kan hij hurken, kruipen, klimmen en vijanden slaan of schoppen. Geavanceerde manoeuvres zoals dubbele sprongen, drievoudige sprongen, verspringen, muurtrappen en achterwaartse salto’s zijn essentieel om verborgen gebieden te bereiken of uitdagingen te voltooien. Zwemmen vereist zorgvuldig beheer van Mario’s luchttoevoer, en sommige levels bevatten puzzels waarbij je voorwerpen draagt of met schakelaars werkt om vooruit te komen.
Verschillende power-ups verschijnen in speciale verborgen blokken door het hele spel. De Wing Cap laat Mario door de lucht zweven wanneer hij uit een kanon wordt gelanceerd, de Metal Cap maakt hem onkwetsbaar en in staat om onder water te lopen, en de Vanish Cap laat hem door bepaalde barrières heen gaan. Deze power-ups zijn tijdelijk, maar vaak vereist om toegang te krijgen tot Sterren in specifieke banen.
Latere versies van het spel introduceerden nieuwe functies. Super Mario 64 DS voegde extra personages, touchscreenbediening en minigames toe. Latere heruitgaven op de Wii Virtual Console, Wii U Virtual Console en in Super Mario 3D All-Stars voor de Nintendo Switch behielden de oorspronkelijke structuur terwijl resolutie en presentatie werden verbeterd.



























