Os jogos incluem vôlei, hóquei (campo e gelo), queimada e basquete, na linha da colaboração anterior das duas empresas, Mario Hoops 3 contra 3. Existem itens de power-up que dão vantagens para a equipe que os alcança. Cada jogo tem um modo de Exibição, no qual até quatro jogadores humanos competem em partidas individuais, e o modo de Torneio, onde até três jogadores jogam partidas em uma estrutura de torneio, com modos de dificuldade chamados Cogumelo, Flor e Estrela. Mario Sports Mix também inclui vários jogos de festa baseados na mecânica de cada esporte. Smash Skate é baseado em Hóquei, Bob-omb Dodge é baseado em Dodgeball, Feed Petey é baseado em Basquete e Harmony Hustle é baseado em Voleibol.