Tiny, Lili et Téo sont trois bébés ptéranodons. Un bébé tyrannosaure, Samy, a lui aussi éclos dans le nid de Maman Ptéranodon, sans qu'on sache trop pourquoi. Papa et Maman Ptéranodon ont décidé de l'adopter, et Samy vit avec ses frères et sœurs adoptifs. Régulièrement, toute la famille embarque à bord du Dino Train, un train qui transporte les dinosaures, à différents endroits, mais aussi à différentes époques ! En effet, le Dino Train peut emprunter le tunnel du temps, pour passer d'une époque à une autre, et ainsi visiter les dinosaures qui vivaient à des époques différentes. À bord du Dino Train, Samy et ses frères et sœurs retrouvent le Contrôleur, un troodon très intelligent, qui sait plein de choses sur les dinosaures et les autres animaux préhistoriques. Il invite les enfants à découvrir à chaque épisode une espèce différente.