백 년에 한 번, 하늘이 주는 선물에 감사하는 「별 축제」의 밤. 피치공주는 갑자기 나타난 쿠파에게 성째로 납치를 당하고, 우주 저편으로 날아간 마리오는 별의 아이 「치코」와 「로젤리나」라고 하는 신비로운 여성을 만난다. 마리오는 피치공주를 구출할 수 있는 단서를 찾기 위하여 광대한 우주로 모험을 떠난다.

Wii 컨트롤러의 특성을 살린 포인터 조작 및 흔들기 조작을 사용한 독자적인 조작감이 특징. 「중력」을 테마로 다양한 플레이를 체험할 수 있다. 1P를 서포트하는 협력 플레이에서는, 2명이 협력하여 모험할 수 있도록 Joy-Con™의 나눔 플레이에도 대응하고 있다.