主要变更点如下。此外，由于与前作相比程序作了完全的更换，所以就算看起来是继承了前作的部分，实际上也有着细微的差别。
前作《超级马里奥兄弟2》为1人用，可以选择能力不同的马里奥或者路易，但是该作与《超玛1》同样，两个人能力上没有区别。
导入了各个世界地图。地图上的各个关卡用大富翁一样的格子相连接，马里奥可以在地图上选择自己喜欢的关卡。
由于地图上的路线不是唯一的，因此可以选择回避不好打的关卡继续前进，也就没有必要通关所有的关卡。只要打败了各个世界地图中的BOSS，就算有还没通关的关卡，也可以继续前进到下一个世界地图。
导入了地图道具。可以在进入关卡之前使用道具事先提升能力，也增加了在遇到怎样都无法通关的高难度关卡时跳过该关卡继续前进的道具，可以事先赋予玩家有利的状况及效果。
在世界地图上导入了各种迷你游戏的设施，可以在此获得能力道具和续命道具。
在世界地图上，页面滑动方向多样化了。不仅可以左右两个方向滑动，也可以在画面滑动消失之后再次回到这个画面。关卡也分为竖方向滚动，或者全方向滚动。
某些关卡中，就算角色不前进，画面也会按照一定速度朝着一定方向强制移动。
马里奥和路易弹跳中的加减速和在地面上行走时一样变得自由了。但同样的，随着跳跃自由度的提高，落地位置的微调整也变得困难了。
除了变大马里奥，火弹马里奥之外，马里奥还可变身为狸猫马里奥、浣熊马里奥、青蛙马里奥、锤子马里奥、鞋头马里奥等来强化能力。
超级星星的无敌时间改为了之前的一半，BGM还是与之前相同。无敌的期间，除了缩小版马里奥以外，跳跃的时候回翻跟头。就算无敌时间结束了，如果正好处于翻跟头的动作，那也是无敌的。相反，除了缩小版马里奥状态之外，无法进入倒过来的管道。
增加了使用B按钮来进行冲刺，通过持续冲刺使能量条充满时可以更进一步的高速冲刺。并且，在尾巴马里奥、浣熊马里奥的状态下，还可以飞行一段时间。
通过B按钮可以拿起物品或投掷物品（乌龟壳等等）。
2人游戏的时候，不光是关卡失败时会交换玩家，通过关卡时也会交换玩家。并且，2人游戏的时候关卡状态是共享的，当一个人通过某个关卡后，另一个人则也算通关该关卡。
与前作同样，当GAME OVER后进行再次挑战时，虽然会从当前地图的最开始重来，但是如果之前通关了某些特定关卡，路线也会在一定程度上维持之前通关的状态，可以缩短一些进程。此外，获得的道具也会保留。
水中的操作也做了变更：水中如果破坏砖块，也可能获得道具。不只是像以前那样某些关卡全部在水中，该作还增加了一部分在水中，一部分在陆地的混合关卡。因此，可以从陆地跳入水中游泳，也可以从水中跳上陆地。
减少了倒计时的速度，倒计时1次与现实中的1秒保持一致。另外，大部分关卡的倒计时时间为300（5分钟）。前作中倒计时为1时就算挑战失败，该作中倒计时为0才算挑战失败。
存在8种世界地图，每张世界地图上设置了构成游戏核心的普通关卡及其他特殊关卡，还有奖励设施等，按照大富翁游戏那样的格子进行部署配置。
普通关卡被称为“路线”，作为“动作游戏图标”被配置在世界地图上。当通关这条路线之后，图标会变为“已通关图标”，可以通过此路线。如此这般，不断将动作游戏通关，然后到达地图上的城堡，再打败小库巴，被变成动物们的各国国王就会恢复原样，以此来达成单个世界地图的通关。接下来就会进入下一个世界地图，并无法返回前一个世界地图。在第8个世界地图的最终城堡中，打败库巴之后，就会彻底通关整个游戏。关于动作游戏的关卡，基本上需要按照各个路线的编号逐个通关才能到达城堡，但是有的时候会有分歧路线，也就是不一定全部都要按照顺序来通关普通关卡有时也能到达城堡，从而通关单个世界地图。2人游戏的时候，马里奥和路易可以协力通关各个关卡。
地图上的其他设施
地图上除了上述的动作游戏图标之外，还有以下很多其他设施。
蘑菇屋：可以获得道具的地方。固定存在于地图之上。从3个宝箱中选择1个之后可以获得物品。外观通常为茶色（第5世界后半和第6世界为蓝色），也有红色的蘑菇屋，红色的比较容易获得稀有道具。一旦进入之后就变为“已通关图标”，无法再次进入。根据访问场所的不同一般固定为3种道具，但是具体哪个道具存在于哪个宝箱中是随机的。此外，一共存在6个无论选择哪一个宝箱都会必定获得一套变身装备的蘑菇屋。（第2世界的第3个〈=必须先有锤子道具〉，第3世界的第1个必定获得青蛙装、第4世界的第1个〈=必须先有锤子道具〉、第5世界的第1个必定获得狸猫装、第6世界的第1个合第2个必定获得锥子装）
此外，满足一定条件会出现白色的蘑菇屋（重制版为蓝色），这里的宝箱会出现仅有1个的贵重道具。与通常的蘑菇屋不同，一旦碰到便自动进入，一旦进入后便会消失。单数的世界地图中可以在这里可以获得
翅膀（パタパタの羽根），偶数的世界地图中在这里可以获得【船锚（イカリ）】。
黑桃图标：通过连连看游戏来获得续命蘑菇的事件场所。固定存在于世界地图上。对上中下三段的牌进行连连看，如果对上的牌是蘑菇那么获得2UP，火花的话是3UP，星星的话是5UP。一旦进入就会变为“已通关图标”，无法再次进入。
N标志的黑桃图标：通过猜图游戏来获得道具、金币及续命机会的事件场所。每获得8万分时，在通关之后，出现于前一个通关过的图标上。碰到就会自动进入，18张卡片背面放置，需要猜出两两一致的图案。错误两次的话会退出游戏，等待下次机会。全部猜对的话，下次会换成新的布局。一共有8种布局。
管道：在世界地图上去相隔较远的地方时使用。管道中为1个画面的地下世界（第5世界除外）关卡（没有敌人），进入管道之后，从另一边管道出来即可完成移动。并且，管道中也有时间限制，时间到了的话会通关失败。但是在《超级马里奥典藏版》之后的版本中取消了时间限制，只会显示为000。
封闭之门：存在于世界地图上有钥匙孔的大门。打倒小城堡中的BOSS并获得魔法球之后可以解封对应的地点，可以移动到大门的另一边。GAME OVER后再接续的话，大门也不会恢复。根据世界地图的不同，大门消灭之后也可能变为一座桥。在第1世界的小城堡中，就算不拿到魔法球也可以通关小城堡，这种情况下，就算小城堡被通过关了，封闭之门也不会打开。
投锤怪（回旋镖怪、火球怪、ヒマン怪）：只有1个画面的特殊动作游戏关卡。在通关某些关卡或者在某些关卡失败之后，随机出现在世界地图上。碰到话自动进入战斗画面。战斗时，通过撞击砖块会出现火球花、1UP（只有第5世界）、10金币（只有第5世界）等道具。道具的出现条件根据地图上投锤怪所处的位置不同而不同。将其击倒之后，可以获得宝箱中的道具，但是它不会变成“已通关标志”，只是单纯的消失掉。可以通过“音乐盒（ァ‰ゴール）”道具使其进入睡眠状态从而直接通过。所出现的怪物种类和数量根据各个世界地图有所不同。根据世界地图的不同，对战时的关卡背景也不同，只有第3世界时，战斗背景中有一个身位的水位，小版马里奥的情况下，行动会受影响。
宝船：在第1、3、5、6世界地图中，当所持金币数所有位数相同，且所得分数10位的数字与前面的金币数相同，在这种情况下通关关卡后，特定的怪物将变身为宝船（通关时的剩余秒数1秒=50分也会加算上去，这点要注意）。如果将这个特定怪物打败的话，就算满足条件，也不会出现宝船。宝船上为画面强制前进的动作游戏，除了最后出现的两个回旋镖怪之外不会出现敌人。船上有大量的金币和很多隐藏的1UP蘑菇，并且在打败回旋镖怪之后还能获得宝箱。在宝船上挑战失败的话，宝船会恢复成原来的怪物，宝船挑战通关的话，会消失。
小城堡：存在于世界地图中重要位置的动作游戏关卡。关卡最后的BOSS是笨笨（ブンブン），将其击败并获得魔法球之后灯光会开始闪烁，计算好剩余时间奖励后小城堡会崩塌，被封锁的大门会打开或变成桥梁。根据小城堡的不同，有时会在没有获得魔法球的情况下通关小城堡，这种情况下，就算小城堡崩塌了，封闭之门也不会打开。
大城堡：各个世界地图的最终目的地。里面有着被变为动物或者虫子的各国国王。首次进入的时候会直接进入飞空艇关卡。重制版中，国王被变身为其他马里奥系列的角色。飞空艇移动之后虽然可以再次与蘑菇对话，在2人游戏的情况下，通关与挑战失败时同样会进行马里奥与路易的交替。
各个世界国王被变身为：
第1世界：犬（重置版：ガラゲーロ）
第2世界：毛虫（重置版：ターペン）
第3世界：河童（重置版：ライタ）
第4世界：怪獣（重置版：金刚（ドンキーコングJr.））
第5世界：鸟（重置版：トンドル）
第6世界：アシカ（重置版：鼹鼠（チョロプー））
第7世界：火球花（ファイアパックン）（重置版：耀西）
飞空艇：库巴的飞船。为画面强制滚动的动作游戏关卡。打败最深处的库巴之后会通关世界地图。首次进入大城堡的时候会马上开始该关卡，当挑战失败后，飞空艇会逃到地图上的某个位置，当碰到之后，会强制进入关卡。使用隐藏道具【船锚（イカリ）】可以防止飞空艇逃跑。
沙漠：只出现于第2世界地图中的动作游戏关卡。在一定区间内会刮起龙卷风，在关卡途中，背景中的太阳也会作为敌人袭击过来。
金字塔：只出现于第2世界地图中的动作游戏关卡。为地下关卡。
塔：只出现于第5世界地图中的动作游戏关卡。第5世界分为地面和云上两部分，塔作为连接两部分的关卡被设置在地图上。虽然塔内部是像小城堡一样的构造，但BOSS不是笨笨，进入屋顶的管道之后会到达云上的地图。并且，从云上地图返回地面地图时只需进入云上地图中的管道即可，不用通过塔的内部。
食人花（パックンフラワー）：只出现于第7世界地图中的两处特殊动作游戏关卡。关卡比较短，但会出现很多食人花和黑色无敌花（ブラックパックン），而且不会出现超级星星等道具。进入最后的房里会出现宝箱，拿到宝箱就代表通关。与投锤怪一样，碰到话就会强制进入关卡，使用道具【音乐盒（ァ‰ゴール）】的话可以使其进入睡眠状态来跳过该关卡，通关的话会消失。不会在世界地图上移动。
战车、战舰、高速飞空艇：只出现于第8世界中的动作游戏关卡，碰到的话会强制进入关卡。固定显示在世界地图上，通关的话会消失。炮台（炮弹、炸弹兵）、投镖鼹鼠（プー）?喷火器（バーナー）为主要的敌人及障碍物，难度比较高。在战车1中，会有回旋镖怪、战舰、高速飞空艇，在战车2中会有笨笨在最深处等待。在战车1中打败回旋镖怪会得到装有超级星星的宝箱，并且封闭之门会消失。第8世界中通常关卡比较少，但战车，战舰类关卡比较多。
迷宫：只出现于第8世界中的动作游戏关卡。也被称为“下水道”。是由5个奇怪的漩涡相连而组成，其中有3个漩涡是关卡。通过的时候根据运气不同，有可能简单的直接通过，也有可能随机被一个怪手抓入其中的某个关卡。当被抓入的时候会强制开始关卡。就算没有怪手抓住的情况下，在任意漩涡上按A键也可以直接挑战关卡。最后的房间中3个关卡共同都有放着道具【スーパーこのは】的宝箱。重制版改为就算把漩涡全部通关之后也可以再次挑战，只不过不会再出现怪手。
库巴城：第8世界的最终关卡。与其他几个世界的大城堡不同，不会进入飞空艇，而是直接开始动作游戏。在最后的房间（途中有两种路线分歧）中打败库巴之后，会开启通往结局的道路。
基本上是与前作同样的侧面视角的跳跃动作、然后以到达右侧某个终点为目的来进行游戏。大部分的关卡都是横向从左向右进行的，但是与前作不同，基本上的路线都可以根据前进方向来朝左右两个方向自由移动。高度为画面甚至数个画面的根据前进方向而可以上下方向滚动页面的关卡也新增了新来。此外比起前作还新增了不管前进方向如何，画面都会按照一定方向强制移动的新关卡。
各个关卡的终点从旗杆改为了道具盒，触碰这个道具盒的话可以获得对应的卡片道具，然后计算剩余时间奖励便可达成通关。集够3个卡片的话可以获得1UP，当3张卡片的图案一样的时候，根据图案的不同，也可以获得2UP或更高的奖励。根据所走路线的不同，有时取代卡片道具盒，会在奖励关卡或隐藏关卡中获得宝箱，并以此通关。当获得宝箱通关时，则不计算剩余时间奖励。
能力提升的状态，也从原来的超级马里奥、火球马里奥之外，增加了尾巴马里奥、浣熊马里奥、青蛙马里奥、锤子马里奥、鞋头马里奥。有些操作只有对应的状态下才可以实现。
玩家的操作基本与前作同样，通过十字键的左右键来移动、下键会蹲下、上键会攀登、A键跳跃、B键加速或者发射火球。再此基础上，该作还增加了如下操作：
一直按住B键的话可以拿起龟壳等物品。松开B键的话，会将所持物朝地面前方抛掷使其滑行移动，其撞到敌人的话，会击倒敌人。此外，拿着东西将其按在墙壁上的时候，松开B键，会直接将所持物作废掉（击倒）。
在该作中新增了坡道，在坡道上按十字键的下键，马里奥可以从坡道上滑下去。下滑过程中碰到敌人，可以直接将敌人击倒（根据敌人不同，如果不能击倒的话将会受到1点伤害）。
通过一直按住十字键的下键（持续下蹲），可以穿透到某些背景的后面从而到达特殊地点。
通过B键加速持续一定时间后，能量槽上涨，能量槽蓄满之后可以更加高速地冲刺。
在水面游泳时，按A键+十字键的上键，可以从水面跳起。
在倒立管道（反向管道）的下方起跳，当马里奥（或路易）的头部碰到管道时按十字键的上键，马里奥可以进入倒立管道（前提必须是允许进入的管道才行）。
当马里奥（或路易）和门重叠的时候，按十字键的上键，可以进入门中。
此外，在能力提升的状态下，有些特有的操作，如下：
变身（能力提升パワーアップ）
超级马里奥（即大版马里奥）、火球马里奥基本与前作相同。小版马里奥状态下如果直接获得【スーパーこのは】或【火焰花】的话或变为大版马里奥（在世界地图界面直接使用道具的话，不管大小马里奥，会直接完成变身），其他的变身装道具就算是小版马里奥直接获取的话，也会直接完成变身。
尾巴马里奥：获得树叶道具可以变身该状态。通过按B键可以转身挥动尾巴击倒敌人或者击碎砖块，还可以通过持续冲刺使能量槽蓄满的话再连按A键摇动尾巴可以飞上天空，下落过程中连按A键也可以使其缓慢降落。使用【パタパタの羽根】道具时可以随时任意飞行。但是尾巴攻击在水中无法使用，而且对BOSS系的敌人尾巴攻击也无效。在后来的《NEW超级马里奥兄弟2》中也有尾巴马里奥，可以在水中进行尾巴攻击。
青蛙马里奥：获得青蛙装可以变成青蛙马里奥。在水中不会下沉，只需按上下左右键即可在水中完成自由移动，在水中按A键还可以快速游动。与此相对，在陆地上只能像青蛙一样跳动，操作比较困难。但是如果拿起龟壳等物品的话，就可以正常直立行走。此外，在第6世界的冰面上也可以防止滑动。
浣熊马里奥：获得浣熊装可以变身为地藏菩萨。拥有尾巴马里奥的能力，此外长按十字键的下键+B键不放可以变身为地藏菩萨，变身地藏菩萨后可以不再受到敌人的攻击，但是时间过了之后会恢复成浣熊马里奥。从空中变为地藏菩萨砸向地上的敌人时，可以击倒平时无法通过踩踏击倒的敌人。此外，使用【パタパタの羽根】道具后再获得浣熊装的话，自由飞行的能力会直接附着在浣熊马里奥身上。但是，如果是在世界地图上先使用【パタパタの羽根】道具，然后再马上使用浣熊装的话，不会有效果叠加。后来在《超级马里奥3D大陆》中也有登场，可以通过叶子道具直接变身，能力也有些调整。
锤子马里奥：获得锤子装可以变身为锤子马里奥。按B键可以像投锤怪一样投出锤子进行攻击。锤子比火球更强大，火球可以击倒的敌人，只要更少数量的锤子便可以击倒。对火球无效的一部分敌人，比如ドッスン、テレサ、カロン、ネッチー等，也可以通过锤子来击倒。但是锤子对库巴无效。蹲下的话会像龟壳一样防御火球花吐出的火球等。但是无法从斜坡上滑下。
鞋头马里奥：只在第5世界的第3关中登场的在获得クツクリボー的鞋头之后会变身为鞋头马里奥。与其他的变身不同，通关之后鞋头会强制消失。在5-3以外的关卡中也无法使用。与其说是变身不如说是乘坐进鞋头里更加贴切，不会覆盖到进入鞋头之前的马里奥的变身状态，通关之后只是单纯的去掉鞋头而已。只不过，在受到敌人攻击时会变身为小版马里奥（重置版中，只是去掉鞋头，不会变为小版）。跟青蛙马里奥一样只能跳跃行走（跳跃方法不同，不像青蛙马里奥那样难操作），尾巴能力无法使用，也无法拿起物品，但是想黑色无敌花或者トゲゾー等通常状态下无法踩踏的敌人也可以踩上去或将其击倒。并且，可以进行火球攻击和锤子攻击。
使用青蛙马里奥、浣熊马里奥、锤子马里奥状态来通关世界地图时，通关时的提示信息也会有变化。
地形构成要素
与前作同样，关卡由砖块、管道、云彩等地形构成。击碎特定的砖块会出现金币或者道具，这点也是相同。但是变化比前作更加多样化。
阻挡物·落脚地
木块：木制的阻挡物，可以踩踏但是无法破坏，有的木制阻挡用旁边撞它的话，它会反弹，有的还在反弹的同时出现道具。
砖块：跟前作同样的阻挡物，用超级马里奥以上的能力从下向上撞击的话可以将其破坏。该作中用尾巴马里奥从侧方抽打的话也可以将其破坏。有的其中藏了金币或道具。该作中新登场了一种外形跟砖块一样的敌人。第4世界中有巨型砖块，无法用尾巴击碎。
白砖块：白色砖块阻挡物，跟龟壳一样可以拿起来，一直拿着过了一段时间会消失。投掷出去撞到敌人会将敌人击倒，但是撞到管道会墙壁的话不会反弹而是直接消失。也有敌人会用这个当武器。
音符块：画着4分音符图案的白色阻挡物，横向触碰的话有的会反弹有的不反弹。踩到上方然后时机掌握好再按A键的话会进行大跳跃。也有的会弹出道具，从上面踩的话，道具会从下方掉出。前作中的弹簧跳台被取消了，取而代之的就是这个音符块。
超级弹跳块：橘黄色的弹跳阻挡物，踩到上方然后时机掌握好的话再按A键可以进行大跳跃，飞出画面上方，进入奖励关卡。
巨大ハテナ块：存在于隐藏房间里的为普通阻挡物4倍大小的ハテナ阻挡物。里面装有大量的1UP蘑菇、变身装等高级道具。同样的巨大ハテナ块中一般是同样的道具。在第4世界中会大量出现，但是这只是为了配合第4世界所有阻碍物都巨大的外观而已，并没有上述的特点。
隐藏阻碍块：与马里奥第一作和第二作一样，在关卡内会有看不见的隐藏阻碍块，在隐藏阻碍块的下方，向上方穿过的话，会使其出现。有时里面会出现金币和道具。并且，隐藏阻碍块未出现的时候，是无法踩上去的。有时隐藏阻碍块隐藏的也可能是音符块或者超级跳跃块。
半接触地形：长方形面板的落脚地，其四角边缘为圆形且在四角上加了钉子设计。颜色有肤色、白色、水色等各种颜色，存在于大量关卡中。从下向上跳跃的话可以穿透。在白色的落脚地上下蹲持续5秒的话可以下落到白色背景的背面，可以在一定时间内在背景后面穿行。如果行走在背景里，那么不会受到背景外面敌人的攻击。在飞空艇中是设计巍〕ンテナ。
云块：单向通行，从下向上跳跃的话可以穿过，但是无法从上向下穿过。
冰块：出现于第6世界中的，脚下会打滑的阻碍块。有些冰块中冻着金币或者黑色无敌花，可以用火球将冰块融化。
管道：跟前作一样是可以兼并作为移动手段的物件。里面存在食人花。水中关卡的话，会从里面喷出水流。该作中，横向的管道中也会出来食人花。此外，开口向下的管道也可以进入了。还存在途中弯曲的管道。细管道也有很多，但是无法进入，有时还会出来黑色无敌花。
踏板
木制踏板：普通的升降梯，悬浮在空中，有单向移动的也有来回移动的，有的踩上去才会移动，有的踩上去会掉下去。
旋转踏板：由绿色的球作为轴心，并由红色的球连成一排形成的踏板。既是落脚地又是障碍物，旋转时被卷入的话会被弹飞。有的在一定时间内重复旋转或者停止动作，有的一开始不会旋转，踩上去就会旋转。有的会一直旋转。
轨道踏板：在Athletics关卡中大量存在。沿着轨道移动的踏板。有的停在轨道的一端，踏上去才开始移动，有的会按照一个方向前进，在轨道尽头直接掉下。
圆圈踏板：半圆形中空的踏板，踩上去后开始抖动，几秒钟之后会一下落下。在上面持续跳跃或者踩在前端，可以防止其下落。大多设置在没有落脚地的空中或熔岩上方。
不可思议踏板：绘有箭头标志的踏板。马里奥踩上去之后会出现同样形状的透明踏板，并开始移动，且方向不变。一定时间后消失。
超不可思议踏板：有感叹号标记，在踏板上跳跃落地后，会改变踏板的移动方向。一定时间之后会消失。
云彩踏板：普通的踏板，可以从下向上穿过。但是不能从上向下穿过。
金币或黑色无敌花有时会冻在冰块里，可以使用火球弹将其融化。
陷入流沙后会被吸进去。可以通过连按跳跃键脱出。基本上被吸入到最下端就会挑战失败，但是也存在流沙下面是隐藏房间的情况。
在沙漠的特定地点会产生龙卷风。被卷入的话会一定时间内无法操作，并向上向后返回路线，但是如果用助跑冲向龙卷风并跳跃的话，可以实现大跳跃。
在空中战舰及战车中有时会遇到螺旋踏板，在上面跳跃的话会使其一点点旋转向前移动。但是如果不跳跃的话会马上掉下来。从下向上跳跃穿过的话会使其稍微向后移动一点。
掉进熔岩中的话不管马里奥处于任何状态会立即挑战失败。
碰到小城堡中设置的刺的话，会受到伤害。与熔岩不同，无敌状态就算碰到也没事，超级马里奥以上的状态碰到的话不会立即挑战失败。
小城堡中，墙壁、天花板、背景等在一定周期时间中，会移动。
小城堡中，搭上传送带的话会随之移动。可以通过P开关来实现一定时间的停止。
进入瀑布的话会被冲向下方。
挑战失败的主要条件
迷你马里奥的状态下收到伤害。
掉进坑穴或者熔岩。（与是否是无敌状态无关，直接挑战失败。以下几项同样）
被流沙卷入画面底部。
被强制滚动画面夹到画面边缘。
被巨大プクプク吃掉。
倒计时结束。
