Basata sui personaggi dei fumetti di Serge Bloch pubblicati in Francia da Bayard Jeunesse, la serie è realizzata in computer grafica e narra la vita quotidiana di un bambino in un universo fantastico e poetico.

Il protagonista è Sam Sam, un bambino speciale, il più piccolo dei grandi eroi del cosmo, completo di maschera, tutina e mantellina rossa regolamentari, dotato di poteri straordinari e di una grande immaginazione. Sam Sam abita insieme ai suoi genitori, anch’essi supereroi, nel cosmomondo, dove vive come tutti i bambini della sua età: va a scuola, gioca con i suoi amici e si confida con il suo orsacchiotto Teddy Sam.

Sam Sam, però, è anche il grande protagonista di appassionanti missioni intergalattiche dove, affrontando terribili battaglie contro mostri immaginari, impara piano a crescere e a diventare più forte vincendo le sue paure. Gli altri protagonisti della serie sono un buffo alieno verde di nome Fagiolino, che è il miglior amico di Sam Sam e Puzzozozzo, un bizzarro essere amante dei rifiuti e dei bidoni della spazzatura, suo grande e originalissimo compagno di giochi. Nel cosmomondo di Sam Sam ci sono anche le supereroine, come Super Julie, una fanciulla graziosissima e coraggiosa.