F-Zero se déroule en l'an 2560, époque où l'humanité et les formes de vie extraterrestre se rencontrent fréquemment. Les planètes effectuent entre elles des échanges commerciaux, technologiques et culturels. Les multi-milliardaires qui gagnent leur vie grâce au commerce intergalactique sont satisfaits de leur mode de vie mais voudraient plus de divertissement. Un nouveau type de divertissement a donc été créé, basé sur les courses de Formule 1, où les véhicules peuvent flotter un pied au-dessus de la piste. Ces courses de Grand Prix ont rapidement été nommées « F-Zero » après un gain de popularité important.
Le jeu met en vedette quatre pilotes : Captain Falcon, Dr Stewart, Pico et Samurai Goroh.
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