Super Mario Bros. Wonder aduce o evoluție proaspătă a gameplay-ului tradițional 2D din seria Mario. Florile miraculoase declanșează efecte Wonder unice, care pot transforma desfășurarea nivelului – țevile pot prinde viață, iar împrejurimile pot fi cuprinse de sfere uriașe cu țepi. Astfel, fiecare aventură poate aduce situații neașteptate și noi posibilități de joc.
Alege dintre personajele îndrăgite, precum Mario, Luigi, Peach, Daisy, Yoshi sau Toad, și folosește noile transformări. De exemplu, Mario se poate transforma într-un elefant și poate respinge inamicii cu ajutorul trompei.