Cowboy Bebop est fortement influencé par la culture américaine, en particulier par le mouvement jazz bebop des années 1940, 1950 et 1960. La plupart des scènes d'action, des batailles spatiales aux combats d'arts martiaux, sont synchronisées avec la musique. La musique est le point commun à de nombreux éléments de la série. Les épisodes sont appelés sessions (en référence aux musiciens jouant une "jam session") et leurs titres sont tirés de noms d'albums ou de chansons (par exemple Sympathy for the Devil) ou font référence à un style de musique (par exemple Jupiter Jazz) qui influencera tout l'épisode.
En 2071, l'équipage du vaisseau spatial Bebop voyage dans le système solaire à la recherche de primes. Dans l'argot de l'époque, ces chasseurs de primes sont appelés « cowboys ». La plupart des épisodes tournent autour d'une prime ; cependant, le centre de l'histoire concerne le passé de chaque personnage et d'anciens évènements plus généraux, qui se connectent au fur et à mesure que la série progresse.
La première histoire est celle de Spike Spiegel, ancien membre d'une organisation criminelle, les Dragons Rouges, qui est hanté par un triangle amoureux qu'il a connu avec son ancien coéquipier aux Dragons Rouges, Vicious, et une mystérieuse femme nommée Julia.
La seconde histoire tourne autour de Faye Valentine, une joueuse endettée et amnésique réveillée d'un sommeil cryogénique, dont le passé est un mystère.
Les autres personnages ont aussi un passé à explorer : Jet Black, un ancien officier de l'agence de police interplanétaire ISSP et propriétaire du vaisseau (le Bebop), Edward, une jeune hacker surdouée et hyperactive, et Ein, un « chien data » échappé d'un laboratoire, possédant une intelligence supérieure mais se comportant la plupart du temps comme un chien normal.
Les influences de Cowboy Bebop sont nombreuses et variées.
* Cowboy Bebop est fortement influencé par la culture chinoise: des Dragons Rouges (dragon chinois) aux techniques d'arts martiaux et de la philosophie de Spike (Jeet Kune Do), en passant par les nombreuses Chinatown présentes sur Mars et sur d'autres planètes.
* Cowboy Bebop est très fortement influencé par la culture américaine: par le cinéma, y compris les films d'horreur, les films noirs et les westerns, et par la musique jazz comme celle des boîte de nuit de Harlem dans les années 1940. Les auteurs s'y réfèrent en tant que Space Jazz - par opposition au Space Opera, bien qu'il existe de nombreuses similitudes entre les deux genres - probablement pour son coté plus léger, car il y a plus d'humour que dans le Space Opera, se moquant souvent de ce dernier.
* Cowboy Bebop est marqué par Bruce Lee, sa philosophie de combat et par ses films d'arts martiaux. Le style de combat de Spike, le Jeet Kune Do, est directement inspiré de Bruce Lee. Aussi, le nom de la prime dans le second épisode se nomme Abdul Hakim, inspiré du film de Bruce Lee Le Jeu de la mort dans lequel jouait Kareem Abdul-Jabbar dans le rôle d’"Hakim". À deux reprises, Spike mentionne Enter the Dragon et La Fureur du dragon, deux autres films de Lee. De plus, lorsqu'il apprend à Rocco Bonnaro à se battre dans Waltz for Venus, il récite sa philosophie composée presque exclusivement de citations de Bruce Lee. Dans l'avant dernier épisode (The Real Folk Blues Part. 1) à l'extérieur de l'hôpital ou Jet est soigné, un poster de Bruce Lee est accroché.
* Le personnage de Spike a été fortement influencé d'après les auteurs par l'acteur japonais Yusaku Matsuda dans la série télévisée et dans les films Tantei Monogatari. C'est de Matsuda que Spike a hérité de sa coupe de cheveux unique et de son physique.
* Comme le suggère le titre de la série, les westerns sont une influence majeure de Cowboy Bebop. Comme dans la plupart des westerns, les personnages principaux sont nomades et indépendants avec une morale personnelle, l'arme de choix de la plupart des scènes dramatiques est le pistolet, et les épisodes tournent souvent autour des codes d'honneur et de la notion de moralité. Ces influences sont encore plus explicites dans la ressemblance entre Spike et l'Homme sans nom, un cowboy chasseur de primes joué par Clint Eastwood dans la trilogie du dollar de Sergio Leone, une émission dans la série intitulée Big Shot qui présente les primes du jour et dont les présentateurs sont déguisés en cowboy et un des antagonistes les plus drôles de la série, Cowboy Andy, un cowboy/chasseur de primes très naïf et vantard qui contraste avec le cowboy antihéros plus sombre qu'est Spike.
* Selon les notes du designer des vaisseaux de la série, Kimitoshi Yamane, le vaisseau MONO de Spike, le Sword Fish II, a été inspiré des bombardiers-torpilleurs britanniques durant la Seconde Guerre mondiale, les Fairey Swordfish. Un Fairey Swordfish fait même un caméo dans le film Cowboy Bebop, et un dialogue fait référence au naufrage du Bismarck (les Fairey Swordfish furent cruciaux dans le naufrage du Bismarck). Une rumeur de fan suppose que le Sword Fish II est basé sur l'Espadon (Swordfish en anglais), un avion expérimental dans la série de Edgar P. Jacobs, Blake et Mortimer, bien que les créateurs ne l'ont pas confirmé.
* De nombreux épisodes de Cowboy Bebop font des clins d'œil à des films, tel que 2001, l'odyssée de l'espace, The Crow, Alien - Le huitième passager, Star Trek, Moonraker, Dirty Harry, des films de Wong Kar-wai, de John Woo et de blaxploitation.
* Des allusions à d'autres œuvres sont souvent faites pour laisser entendre certains thèmes plus sombres. Dans l'épisode 25, Jet fait référence au classique d'Ernest Hemingway, The Snows of Kilimanjaro. Spike cite le conte japonais Hyakuman-kai Ikita Neko ("Le Chat qui vivait un million de fois") dans l'épisode final afin d'expliquer sa vie, bien qu'il avoue détester l'histoire parce qu'il déteste les chats.
* De nombreuses sessions puisent leurs titres sur les classiques de la musique comme Hard Luck Woman, Bohemian Rhapsody, Sympathy for the Devil et Wild Horses (Voir aussi : Liste des épisodes de Cowboy Bebop)
* L'épisode 20 Pierrot le fou rend hommage au film du même nom de Jean-Luc Godard avec Jean-Paul Belmondo datant de 1965. Dans cet épisode, Spike a affaire a un tueur psychopate.
* Le personnage de Jet Black tire son nom du batteur du groupe britannique les Stranglers or, le premier titre de leur premier album, sorti en 1978, se nomme "Tank", tout comme le générique d'ouverture de l'anime.
Cowboy Bebop fut un succès commercial au Japon et dans le monde entier, y compris en Amérique, en Europe et dans certaines régions d'Asie. Sony Pictures a diffusé le film Cowboy Bebop au cinéma sous le nom de Cowboy Bebop - Knockin' on Heaven's Door, suivi par une sortie DVD. La série fut diffusée en France sur Canal+, aux États-Unis sur Cartoon Network et Adult Swim et sur Animax au Japon, en Asie de l'Est, en Asie du Sud-Est, en Asie du Sud, en Amérique latine et dans plusieurs autres pays. Deux séries de manga Cowboy Bebop ont été créées, fondées sur la série télévisée, ainsi que des jeux vidéo sur PlayStation et sur PlayStation 2.
