L'étoile arc-en-ciel est un objet rare apparu dans Super Mario Galaxy et Super Mario Galaxy 2. Cet objet transforme Mario en Mario arc-en-ciel et Luigi en Luigi arc-en-ciel. Sous cette forme, chacun devient multicolore et invincible, tout en laissant une trainée colorée derrière lui. Le protagoniste peut courir plus vite, sauter plus rapidement et plus haut, battre n'importe quel ennemi et casser des objets.
Elle a été créée car le joueur ne pouvant pas avoir une super étoile pour être invincible (car les étoiles de puissance, exactement similaires aux super étoiles, sont les objets de fin de niveau de ces volets), il fallait trouver un autre objet pour rendre Mario invincible.