Wave Race 64 ist ein Jet-Ski-Rennspiel. Ziel ist es, die anderen Teilnehmer des Rennens zu schlagen, indem man den Jet-Ski durch kolorierte Bojen erfolgreich navigiert. Rote und gelbe Bojen müssen auf der rechten bzw. linken Seite weitergegeben werden, um Geschwindigkeit zu erzielen und den Vorteil im Rennen zu sichern. Wenn die Bojen noch passieren, führt dies zu einer Abnahme der Geschwindigkeit und schließlich zur Disqualifikation.
Zu den Spielmodi gehören Warm Up (im Grunde eine Trainingseinheit in einem Kurs, der als Dolphin Park bekannt ist), Time Trials, in denen die Spieler gegen die Zeit antreten; Meisterschaft, in der die Spieler an einem Turnier teilnehmen und eines der vier verfügbaren Schwierigkeitsstufen wählen; und Stunt Mode, wo verschiedene Stunts Spieler mit Punkt vergibt. Ein Zwei-Spieler-Split-Screen im Vergleich zum Modus ist ebenfalls verfügbar. Spieler können ihre Rennfahrer anpassen und ihre Parameter ändern, darunter Grip, Handling, Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeit und Kollisionsstabilität.