Trois classiques modernes de Super Mario dans une collection HD : Super Mario 64, Super Mario Sunshine et Super Mario Galaxy sont disponibles en version optimisée pour la Nintendo Switch. Tous les jeux bénéficient d'une résolution plus élevée et ont été retravaillés pour offrir aux joueurs une expérience de jeu particulièrement fluide sur Nintendo Switch. Super Mario 3D All-Stars comprend également un mode de lecteur de musique intégré, permettant aux joueurs d'écouter à tout moment leurs morceaux préférés des trois jeux, même en mode veille de la console.