Игровой процесс более или менее идентичен игре Yoshi's Island, вышедшей на 16-битной приставке SNES в 1995 году. Когда Йоши терпит урон, переносимый им ребенок уплывает в пузыре, и тогда нужно спасти его, пока таймер не дошел до нуля. Если игрок упускает ребенка, с него снимается жизнь, а уровень нужно начинать заново (если только игрок не выбил срединное кольцо). В оригинальной игре единственным ребенком, которого переносил игрок, был маленький Марио; в данной игре можно подобрать маленьких Варио, Пич, Донки Конга и Боузера (с Марио). У каждого ребенка есть уникальные способности, помогающие решать головоломки. В игре используются оба экрана Nintendo DS. Часть мира отображается на нижнем экране, часть – на верхнем. По большей части, сенсорный функционал остается незадействованным. Йоши может прыгать, бегать, а также есть врагов, чтобы использовать их в качестве оружия. Съеденных врагов также можно превращать в транспортные средства.
Каждый из 5 игровых миров обладает собственной темой. Каждый мир по мере прохождения усложняется за счет более комплексных головоломок и платформенных элементов. В каждом мире есть два секретных уровня. первый набор секретных уровней раскрывается после прохождения игры, второй – после «идеального» прохождения всех уровней всех миров. Идеальную оценку игрок получает, собрав все звезды, цветы и красные монеты. Секретные уровни крайне сложны, с множеством платформенных элементов.
Мини-игры
Новая особенность – 5 мини-игр, доступных из главного меню после того, как будут собраны специальные «персонажные монеты». Монеты разбросаны по всем пяти мирам. Собрав все монеты одного мира, игрок раскрывает одну новую мини-игру.