Star Fox 64 continua a ação espacial iniciada no clássico do Super Nintendo, trazendo batalhas aéreas ainda mais intensas e cenários em 3D para os jogadores. Na pele de Fox McCloud, os jogadores retornam ao Sistema Lylat ao lado de Peppy Hare, Falco Lombardi e Slippy Toad para enfrentar as forças de Andross.
O jogo apresenta mais de 15 fases, caminhos alternativos com diferentes níveis de dificuldade e missões variadas que incluem combates espaciais com a Arwing, batalhas terrestres utilizando um tanque flutuante e até missões subaquáticas em um submarino. Além do visual em 3D mais avançado para a época, Star Fox 64 também marcou os fãs pela inclusão de vozes para diversos personagens e pelo suporte ao Rumble Pak, acessório que adicionava vibração durante as partidas. Na Europa, o título foi lançado sob o nome Lylat Wars.
