Изменению подверглась и механика игры. Например в японской версии Super Mario Bros. 2 игрок не может вернуться назад по уровню, если он пропустил специальную зону или предмет. Эта возможность была добавлена в Super Mario Bros. 3. Также добавлена одновременно плавная прокрутка экрана и прокрутка по диагонали (в Super Mario Bros. 2 была возможность плавного горизонтального или вертикального скроллинга, но не обоих сразу).

Из-за несколько увеличенной сложности, PAL версия и версия для США претерпели некоторые изменения, дабы сделать игру более лёгкой в прохождении. Так, если Марио обладает одной из специальных сил (Огненый Марио, Хаммер Марио и т. п.), а затем получит удар, то вернётся в форму Супер Марио. Это противоречит оригинальным Super Mario Bros. и японской версии Super Mario Bros. 3, где при подобной ситуации Марио возвращается в форму маленького Марио. Такая механика не используется в оригинальных Super Mario World, но зато применяется в Super Mario Advance 2: Super Mario World для GBA, и New Super Mario Bros. для Nintendo DS.

Урезанная версия первой игры Марио в серии Mario Bros. 1983 года выпуска также была включена в режим мини-игр для 2 игроков.

Мини-игры

Super Mario Bros. 2 (USA) содержала мини-игру по типу игрового автомата. Super Mario Bros. 3 развил эту идею и содержит несколько миниигр, доступ к которым можно получить на карте мира.

Есть две различные игры, хозяином которых является Тоад, одна представляет собой «однорукого бандита», где за правильно собранные картинки даются жизни, а другая — игра на память, где игрок должен указать две одинаковые карты, не ошибившись дважды (за правильно угаданную карту игрок получает то, что на ней изображено). Также существует Дом Тоада, который не является игрой, но в нём можно выбрать один из трёх сундуков, в каждом из которых лежит свой специальный предмет.

Помимо этого, есть 3 миниигры для двух игроков, представляющие урезанную версию игры Mario Bros. (1983). Чтобы выиграть, первому игроку нужно столкнуть больше монстров либо собрать больше монет, чем второй игрок. Победитель получает право хода и закрепляется на том месте карты, где была инициирована мини-игра. Во время мини-игры один игрок может отобрать у второго карточки, которые даются за прохождение уровней, и получить за это жизни.

Предметы и костюмы

• Super Mario — бонус в виде гриба. Попадается часто, когда Марио на начальной стадии. Делает Марио большим.
• Fiery Mario — бонус в виде цветка. Делает Марио огненным и дает способность стрелять огненными шарами. Попадается часто.
• Raccoon Mario — бонус в виде листа(Leaf). Превращает Марио в полу-енота (появляется хвост и уши енота). Дает способность отбиваться хвостом, парить и летать на коротких дистанциях. Взлететь можно только тогда, когда Шкала разбега заполнится (Power). Попадается часто.
• Super Raccoon Mario — крылья с буквой «P»(Super Leaf). Этот предмет нельзя получить на уровнях. Можно получить от Принцессы после победы над Купалингами или после победы над Братьями Хаммер на карте игры. Предмет превращает Марио в Flying Mario, но со способностью бесконечных полётов. Попадается иногда.

После полного прохождения игры, если начать её заново, игроку даётся 28 таких бонусов.

• Frog Mario — костюм Лягушки. Можно получить после победы над Братьями Хаммер на карте игры или выбить в доме Тоада. Этот костюм больше всего полезен в подводных уровнях, Марио никогда не тонет в воде и может превосходно плавать. Попадается в 3-4 мирах — нечасто.
• Tanooki Mario — костюм Енота. Превращает Марио в енота. Костюм обладает теми же свойствами что и Raccoon Mario, но с одним дополнением — Марио может превратится в каменную статую на 5 секунд, причём в таком состояние Марио полностью неуязвим для любых атак (нужно зажать кнопку вниз и кнопку атаки — чтобы превратится в статую). Хорошо спрятан на уровнях в больших ящиках «?». Попадается в 5-6 мирах — нечасто.
• Hammer Mario — самый редкий костюм. Этот предмет нельзя получить на уровнях. Марио получает способность бросать во врагов молотки как Братья Хаммер, молотки убивают практически всех врагов. А также благодаря чёрному панцирю и шлему Марио неуязвим для огненных шаров(нужно нажать кнопку вниз — чтобы защитится панцирем). Попадается в 7 мире — редкий.
• 1 UP — зелёный гриб. Даёт одну жизнь. Попадается только на уровнях.
• Cloud — облако. Помогает Марио проскочить один уровень. Используется на карте игры.
• Star — пятиконечная звезда. Делает Марио временно неуязвимым.
• Hammer — молоток. Разбивает каменные препятствия на карте игры.
• Flute — волшебная Флейта. Переносит Марио в другие миры. Используется на карте игры.
• Casket — усыпляющая шкатулка. Усыпляет Братьев Хаммер на карте игры, что позволяет проскочить мимо них без боя. Действует два хода.