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《马里奥和索尼克在伦敦2012奥林匹克运动会》（Mario and Sonic at the London 2012 Olympic Games），为《马里奥和索尼克在奥林匹克运动会》系列的第三部游戏。是由SEGA开发发行，玩家人数1到4人，主要角色有马里奥、索尼克、路易基、耀西。该系列第一次出现表现奥运会主办城市的经典地标。游戏为奥运官方指定游戏。
Wii版本
人物介绍
马里奥代表队
索尼克代表队
3DS版本
人物介绍
英雄
女孩
◆碧琪公主（桃花公主）
◆黛西公主
◆艾米
◆布蕾姿
挑战者
ワイルズ
トリッキーズ
Wii版本
项目介绍
奥林匹克项目
☆‘100米赛跑’
☆‘4×100米接力’
☆‘110米栏’
☆‘跳远’
☆‘链球’
☆‘标枪’
☆(新)铁饼
☆(新)足球
☆马术
☆‘100米自由泳’
☆(新)花样游泳
☆‘乒乓球’
☆羽毛球
☆沙滩排球
☆皮划艇
☆自行车
体操
☆丝带艺术体操
☆高低杠
☆蹦床
☆‘手枪射击
☆‘击剑’
梦幻竞技项目
梦幻跳跃
“耀西的故事的主题”。
梦幻马术
“马里奥赛车Wii的 哞哞牛国的主题”。
梦幻飞碟
“索尼克大冒险中 风之谷中的主题”。
梦幻步行球
“索尼克英雄中 公路宾果主题”。
梦幻障碍赛跑
“超级马里奥银河中 バトルロックギャラクシー的主题”。
梦幻蹦床
“索尼克大冒险2中 クレイジーガジェット的主题”。
梦幻漂流
“新超级马里奥兄弟Wii中 WORLD-4的主题”。
梦幻双杠
“索尼克英雄中 大都会的主题”。
梦幻击剑
“索尼克英雄中 オーシャンパレス的主题”。
“超级马里奥银河2中 银河天空岛 的主题”。
3DS版本
田径
☆100米赛跑’
☆110米栏
☆1500米赛跑
☆3000米障碍赛跑
☆‘4×100米接力’
☆马拉松
☆20公里竞走
☆跳远
☆三级跳远
☆撑竿跳高
☆‘铅球’
☆‘标枪’
☆铁饼
水类
☆100米自由泳
☆100米仰泳
☆100米蝶泳
☆10公里马拉松游泳
☆高台跳水
☆水球
☆花样游泳（双人组）
☆花样游泳（多人组）
球类
☆沙滩排球
☆羽毛球
☆网球
☆曲棍球
☆篮球
☆手球
☆足球
☆羽毛球（单打）
☆羽毛球（双打）
武术
☆柔道
☆拳击
☆跆拳道
☆击剑（个人）
☆摔跤
体操
☆单杠
☆平衡木
☆吊环
☆蹦床
☆自由体操
☆丝带艺术体操（团体）
自行车
马术
☆障碍马术（团体）
水上项目
☆4人双桨赛艇
☆单人单桨皮划艇（1000米）
☆皮划艇激流回旋
☆帆船（470型）
射击
☆双向飞碟
☆25米手枪速射
☆射箭（个人）
☆射箭（团体）
举重
☆举重
综合类
☆铁人三项
☆现代五项
注：本次3DS版取消了梦幻竞技项目。