スーパーマリオ64は、リリースされたゲームの中で最も人気のあるタイトルの一つでありながら、続編が作られることはありませんでした。このゲームは、3Dゲームプレイの基準を設定し、多くのマリオのコンサプトを紹介したため、続編が作られなかったことは驚きとされています。特に、DS版ではマリオ以外のキャラクター（ヨッシー、ルイージ、ワリオ）がプレイ可能になったことが重要です。
実は、スーパーマリオ64の続編は計画されており、「スーパーマリオ64-2」という名前が付けられる予定でした。1997年に「マリオ128」として開発が始まりましたが、ニンテンドー64DDのリリースが予定されていたものの、商業的な関心の欠如により、そのコンソールは実現しませんでした。これに伴い、スーパーマリオ64-2も消えてしまいました。
ゲームの内容について、宮本茂は64DDの新しい技術を活用し、マリオとルイージが同時にプレイ可能になることを計画していました。しかし、64DDの失敗後もニンテンドーはこのプロジェクトを続け、2000年にゲームキューブ向けのリリースも考えましたが、その時期にスーパーマリオサンシャインが開発中であり、取り入れられる要素が多くありました。
「プロジェクトマリオ128」では、128体のマリオが登場するアイデアもありましたが、最終的にニンテンドーはその考えから離れ、スーパーマリオ64の直接続編は失われてしまいました。多くの人はサンシャインを続編と見なしていますが、純粋主義者はスピンオフと考えるでしょう。