New Super Mario Bros. est un jeu de plateforme d'action-aventure à défilement horizontal en 2,5D pour la Nintendo DS, mettant en vedette Mario et Luigi. Le jeu propose un mode histoire solo avec Mario ou Luigi, un jeu sans fil à deux joueurs Mario Vs. Luigi, ainsi qu'un mode mini-jeux pour jusqu'à quatre joueurs. Le gameplay de New Super Mario Bros. ressemble beaucoup à celui des classiques jeux de plateforme en 2D, principalement Super Mario Bros. et Super Mario Bros. 3, et s'appuie considérablement sur eux pour créer un gameplay à la fois classique et contemporain. Comme le jeu est sur DS, l'écran tactile permet aux joueurs de stocker un power-up supplémentaire et de voir la distance restante à parcourir dans un niveau.