原作はアメリカの作家・マーク・トウェインの長編小説『トム・ソーヤーの冒険』（The Adventures of Tom Sawyer）。

物語の舞台が1840年代の開拓時代のアメリカである事を含め、基本的には原作に沿った内容であるが、部分的に改変されているエピソードも存在する。放送当時の日本において、未成年では問題とされる飲酒・喫煙の描写がカットされた他、一部では物語の時系列も異なり、本作品では後半の第38話でインジャン・ジョーのロビンソン先生の殺人が起きるが、原作ではトムがインジャン・ジョーの殺人を目撃するのは、前半の第9章辺りからである。

また前番組『赤毛のアン』と同様に、同じ原作者の別の作品からエピソードや登場人物を引用したケースもある。例えば第30話で登場するハックの父親は、原作の続編に当たる『ハックルベリー・フィンの冒険』に登場する人物であり、続く第31話でポリーおばさんがトムらの悪戯で数を数えなくなるエピソードも、同じく『ハックルベリー・フィンの冒険』のサリーおばさんのエピソードを置き換えたものである。

時代は19世紀半ばのアメリカ。ミシシッピー川沿いの田舎町「セントピーターズバーグ」に住む少年トム・ソーヤーは、いたずらが大好きな男の子。親友のハックや仲間たちと森で野ブタを捕まえたり、川で海賊ごっこをしたり、気球に乗ったりと、毎日ワクワクするような冒険を繰り広げている。ある日、トムとハックは深夜の墓場で恐ろしいならず者のインジャン・ジョーが殺人を犯すのを目撃してしまう。インジャン・ジョーは無実のマフ・ポッターに罪を着せようとするが、トムはマフを救うため勇気を出して裁判所で真実を告げる。しかし、インジャン・ジョーはトムの証言のさなか裁判所から逃げ出してしまい、行方知れずとなってしまう。

その後、ハックの新しい住処探しに幽霊屋敷へ出かけた二人は、インジャン・ジョーが莫大な財宝を運び出すところを目撃する。夏休みの終わり、洞窟探検に出かけたトムは、ベッキー・サッチャーと二人で道に迷ってしまい、洞窟に隠れていたインジャン・ジョーに捕まってしまうが、二人を探しにきた保安官に助けられる。そして、インジャン・ジョーが隠していた財宝をハックと二人で発見し、大金持ちになる。しかし二人は相変わらずいたずらばかり繰り返し、今日も先生に怒られてお尻を鞭で叩かれるのだった。

作中における時間経過は約3ヶ月と非常に短く、「世界名作劇場」シリーズの中でも過去最短である。

• 企画・製作 - 日本アニメーション
• 製作 - 本橋浩一
• 製作管理 - 高桑充
• 企画 - 佐藤昭司
• 演出（監督） - 斎藤博
• キャラクターデザイン - 関修一
• 色指定・仕上検査 - 宇野薫
• 場面設定・レイアウト - 坂巻貞彦
• 美術監督 - 阿部泰三郎
• 美術助手 - 松平聡
• 背景 - スタジオアクア・スタジオSF・小林プロダクション
• 彩色 - スタジオロビン・アートワークショップ
• 撮影監督 - 黒木敬七
• 撮影 - トランスアーツ
• 音楽 - 服部克久
• 録音監督 - 浦上靖夫
• 編集 - 瀬山武司
• プロデューサー - 松土隆二
• 演出助手 - 鈴木孝義・馬場健一・腰繁男・稲見邦宏
• 制作 - 日本アニメーション・フジテレビ

※放送日時・系列は本番組終了時（1980年12月）のもの。

「BS名作アニメ劇場」での初回放送を始め、過去にNHKで放送された際には、内容が差別的などの理由により第43話 - 第45話が自主的に放送を自粛される場合もあった。

2010年代前半以降には16:9のHDサイズにテレシネされたデジタルリマスター版も制作、オリジナルでは見えなかった部分が引き伸ばされ、画質が1080iに再編集されている。このデジタルリマスター版は、2010年5月26日より実施された「BS名作アニメ劇場」での2回目の放送で使用され、以降独立局などでも順次放送された。

テレビシリーズのDVDは1999年8月25日から11月25日にかけて、全12巻が発売された。また2011年3月25日には全50話を一括して収録した「トム・ソーヤーの冒険 DVDメモリアルボックス」が発売された。