在《三毛新传》中，三毛和爷爷及一个名字叫“夸克”的机器人生活在一起。爷爷既是一名画家，又是一个专事发明创造的 博士，他总会在三毛最需要的时候来到他身边。夸克则是三毛和小伙伴们创造的机器人，平时就像玩具一样呆在柜子里，当三毛和小伙伴们遇到困难时，他就会变成汽车、火箭之类的先进工具助他们一臂之力。所以，夸克不仅是一个机器人，更是一个贴心的好伙伴。而三毛自己，则是一个经常做好事但有时却又把事情搞糟的孩子，如同我们身边那些平平凡凡但又再熟悉不过的孩子一样。他聪明好学，容易冲动，又可爱调皮，因此“制造”了很多幽默、感人的故事。全剧强调了一个“新”字，在三毛人物性格及艺术处理上，忠实于 张乐平先生原作的艺术精髓，并保持与社会生活紧密相联的艺术特色，紧扣时代背景，使三毛融入现代儿童生活，从而起到启迪和教育孩子的作用。同时，创作者在故事中还加入了一些科普知识和科幻小故事，借用孩子的眼光来观察当前这个变化万千的世界。