Super Mario 64 отличается от предыдущих частей серии рядом особенностей, в том числе:

• 3D-графика. 13 В игре впервые появилась истинная трёхмерность с возможностью движения в произвольном направлении, трёхмерными полигональными моделями вместо двумерных спрайтов и большими открытыми пространствами, доступными для исследования. 3
• Более точное управление. 2 Это стало возможным благодаря аналоговому стику на контроллере N64. 2 Марио мог свободно перемещаться в любом направлении, исследуя разнообразные 3D-миры. 2
• Разнообразные уровни. 2 В игре были представлены уровни с различными задачами и испытаниями, которые стали вызовом для игроков. 2
• Новые акробатические способности Марио. 2 В игре появились тройной прыжок, дальний прыжок и прыжок от стены, которые были критически важны в более сложных уровнях. 2
• Марио с голосом. 2 Игра представила Марио с голосом, добавив ещё один уникальный элемент к его характеру. 2