マリオの外見は、表現力の乏しかった1980年代初めのコンピュータで、最大限に視認性とキャラクター性を持たせようとして作画した結果出来たものである。キャラクターデザインは宮本茂。
当時のドット数では髪の毛の表現が非常に困難であった為に苦肉の策として頭には帽子を被らせ、同じく当時のドット数では口の形が表現しづらかった為にヒゲをつけ、走る時の手の動きがよくわかるように目立つ色のオーバーオールを着せた。同時発色数が少なくドット数も限られた当時の表現力の中で最大限に工夫されたデザインと言って良い。
当初は特に名前の設定は無く、「ミスター・ビデオゲームもしくはミスター・ビデオ」という仮称で呼ばれた。宮本茂が「マリオ」と名付けたのはNOA（ニンテンドー・オブ・アメリカ）の倉庫番（もしくは清掃員）のおじさん（もっと上層部の男性という説もある）がこのキャラクターと似ていたために、その名前（イタリア系のMario Segaliさん）を頂いたものという説がある。ちなみにスーパーマリオ全百科によれば、アメリカで任天堂のスタッフの下宿先にマリオという名のおじさんがおり、このキャラにそっくりだったことから由来したとの記述がある。