무서운 발명으로 우주의 평화를 위협하는 천재 과학자 Dr.안돌프. 그리고 그와 맞서는 용병 유격대 '신생 스타폭스'. 플레이어는 '신생 스타폭스'를 이끄는 주인공 '폭스 맥클라우드'가 되어 전투기를 조종해, 동료들을 이끌고 Dr.안돌프와 맞서기 위해 광활한 우주 공간을 무대로 전투를 펼친다.
'스타폭스64 3D'는 닌텐도 3DS의 자이로 센서를 이용해, 실제로 전투기를 조종하듯 닌텐도 3DS 본체를 직접 기울이는 등의 직감적인 조작으로 즐길 수 있는 것이 특징이다. 또한, 뒤따라오는 적을 피하거나 여러 아이템을 획득할 수 있는 '공중제비', 재빨리 180도 방향 전환이 가능한 '유턴', 적의 공격을 튕겨 내는 방어 기술 '롤링' 등의 다채로운 조작이 가능하다. 그 외에도 버튼 조작만으로 닌텐도64 당시의 난이도 그대로 플레이할 수 있는 '닌텐도64 모드'도 탑재되어 있다.
게임의 무대는 '태양', '물속', '눈', '사막' 등 다양한 배경의 행성, 총 16개의 스테이지로 구성되어 있으며, 각 스테이지마다 새로운 적들과 각기 다른 개성을 가진 강한 보스가 등장한다. 또한, 미션 클리어 결과에 따라 스테이지 내의 새로운 루트가 열리거나, 다수의 적이 등장하는 보다 높은 난이도의 '엑스트라 모드'가 열리는 등 다양한 방법으로 즐길 수 있다.
이 밖에, 각각의 닌텐도 3DS 본체가 있으면 하나의 소프트웨어로 최대 4명까지 함께 대전 플레이가 가능하다. 일정 시간 무적상태를 유지할 수 있는 '파이어버드', 일정 시간 라이벌의 레이더에 표시되지 않는 '스텔스'와 같이, '배틀' 모드에서만 등장하는 아이템을 사용하여 라이벌과 대전을 펼칠 수 있으며, 각 플레이어의 얼굴이 실시간으로 표시되는 등 보다 현장감 있는 배틀 게임을 즐길 수 있다.
닌텐도 3DS 전용 소프트웨어 '스타폭스64 3D'는 30일 희망소비자가격 44,000원에 발매된다.