Lill-Sämsjön kan syfta på ett antal insjöar i Sverige:
- Lill-Sämsjön (Vilhelmina socken, Lappland), sjö i Vilhelmina kommun, 64°28′16″N 16°56′43″Ö / 64.4711°N 16.9454°Ö / 64.4711; 16.9454 (Lill-Sämsjön (Vilhelmina socken, Lappland)) (54,3 ha)
- Lill-Sämsjön (Åsele socken, Lappland), sjö i Åsele kommun, 64°05′11″N 16°57′09″Ö / 64.0863°N 16.9526°Ö / 64.0863; 16.9526 (Lill-Sämsjön (Åsele socken, Lappland)) (14,5 ha)
Se även