科学小兄妹动画讲述了达尔文和纽特两兄妹，在探索外部世界的自然奇观时，经历了各种有趣的冒险，并且一起了解学习了基础的科学和工程原理。同时，兄妹俩还有其他的冒险伙伴，包括麋鹿瓦帕蒂，邻居亨利，还有可爱的鹦鹉鹅基亚等等。该系列用真实的图像和动画一起来解释科学、自然的主题，事实和原则，涵盖了各种主题，包括各种动物、植物，以及大自然中的神奇现象，例如风、彩虹、冰、潮汐等主题。以一种十分亲切、疑问的形式来表达，例如：彩虹是如何形成的；磁力如何吸引金属；蝌蚪怎么变成青蛙。内容有趣，引人探索其中的奥妙。目的就是帮助孩子们对他们所生活的世界产生兴趣，提出问题，并发现自己。

5岁的席德喜欢观察研究日常生活中发生的事和各种自然现象，对生活中的方方面面都有强烈的好奇心。每集动画片都围绕一个自然现象讲述一个科学道理，或者简单的生活常识展开。如，水从哪里来？为什么鞋子缩小了？为什么香蕉变成糊状？头发有何用处？鸟儿为什么能飞翔？在幼儿园同学、爸爸、妈妈和老师的帮助下，通过老师和爸爸妈妈的讲述、自己的动手实践，以及亲身经历来学习科学道理和生活常识。故事通常以欢快、幽默和音乐的形式表现出来。故事中不仅仅是以动画的形式呈现给观众，还加入了许多真实的场景拍摄，这对学龄前儿童有更深刻的教育意义。