Maier wuchs im Innsbrucker Vorort Rum auf. Da sein Vater Manfred selbst aktiver Bobfahrer für Österreich und später auch Trainer war, lernte Samuel Maier schon in sehr jungen Jahren das Umfeld des nahegelegenen Olympia-Eiskanals in Innsbruck-Igls und die darauf betriebenen Kufensportarten kennen. Darüber hinaus spielte er anfangs im örtlichen Sportverein Fußball und betrieb im Alter zwischen 11 und 14 Jahren Gewichtheben. Maier fuhr nach eigener Aussage bereits mit sechs Jahren erstmals auf einem Skeleton-Schlitten und startete mit 9 Jahren erstmals vom Herrenstart in Igls. Mit der Aufnahme auf das BORG Innsbruck im Alter von 14 Jahren entschied sich Maier dafür, den Skeletonsport leistungssportlich zu betreiben.
Als Mitglied des BSC Stubai nahm Maier an ersten Wettkämpfen teil und wurde vom österreichischen Verband für die Saison 2015/16 für die OMEGA-Jugend-Serie nominiert. Bei dieser gab er am 4. Dezember 2015 sein Debüt und erreichte in vier Rennen zwei Podestplätze. Er qualifizierte sich für den Skeletonwettbewerb bei den Olympischen-Jugend-Winterspielen 2016, wo er den 6. Platz belegte. Für die Saison 2016/17 wurde Maier für den Europacup aufgestellt und belegte nach allen sieben absolvierten Rennen als Neuling den 8. Platz in der Europacup-Gesamtwertung. Dem folgte in der Europacupsaison 2017/18 der vierte Platz mit ersten Podestplätzen. In der Europacupsaison 2018/19 erzielte der 19-jährige Maier in der Gesamtwertung den 13. Platz, was aber der Tatsache geschuldet war, dass er zu Saisonbeginn erstmals im Intercontinentalcup startete und vier Rennen bestritt. Bei den Junioren-Weltmeisterschaften 2019 auf der Heimbahn in Igls gab Maier sein WM-Debüt und erkämpfte den 5. Platz. Darüber hinaus trat er am 18. Januar 2019 ebenfalls in Igls erstmals im Weltcup an.
In der Saison 2019/20 wurde Maier erstmals für den Weltcup nominiert und nahm auch an allen acht Wettbewerben teil. In der Gesamtwertung belegte er den 17. Platz direkt vor seinem Mannschaftskollegen Florian Auer. Bei den Juniorenweltmeisterschaften in Winterberg erreichte Maier den 9. Platz, bei seinem EM-Debüt in Sigulda kam er auf Rang zehn ein. Beim Weltmeisterschaftsdebüt in Altenberg erreichte Maier gerade so den finalen vierten Lauf und belegte den 19. Platz.
Die Corona-Saison 2020/21 lief für Maier trotz der pandemiebedingten Erschwernisse besser. Vorausgegangen war dem die Verpflichtung von Walter Stern als neuem Auswahltrainer. Zwar musste Maier den ersten Weltcup in Sigulda noch auslassen, zeigte aber dafür bei den nächsten zwei Rennen in Igls mit zwei Platzierungen in den Top Ten aufsteigende Form. Höhepunkt im Weltcup war am 29. Januar 2021 mit Platz der erste Podestplatz. Maier nahm an fünf von acht Weltcuprennen teil und erreichte dennoch den 14. Platz in der Gesamtwertung. Den größten Erfolg in der Saison feierte Maier allerdings bei den Junioren-Weltmeisterschaften in St. Moritz, bei denen er den 3. Platz belegte und seine erste internationale Medaille gewann. Bei den Europameisterschaften 2021 reichte es zum 10. Platz, bei den Weltmeisterschaften in Altenberg kam Maier auf dem 11. Platz ein.
In der Olympiasaison 2021/22 war aufgrund seiner Leistungen der vergangenen Jahre bei Sterns Nachfolger Jeff Pain quasi gesetzt und bestritt als einziger der drei österreichischen Weltcupstarter alle Weltcuprennen. Trotz einer eher mäßigen Weltcupsaison mit nur einer Top Ten-Platzierung belegte Maier den 14. Platz in der Gesamtwertung und qualifizierte sich neben Alexander Schlintner für die Olympischen Winterspiele in Peking. Letzter scharfer Test vor Olympia waren die Europameisterschaften in St. Moritz, bei denen Maier 12. wurde. Bei den Olympischen Winterspielen belegte Maier den 13. Rang
In der Saison 2022/23 wurde Maier zunächst nicht für den Weltcup berücksichtigt, sondern trat im Intercontinentalcup an, bei welchem er in der Gesamtwertung den 8. Platz erzielte. Erst an den beiden letzten Weltcuprennen nahm Maier teil. Saisonhöhepunkte waren für Maier die nun schon dritten Junioren-Weltmeisterschaften in Winterberg, bei denen er den 4. Platz belegte und die Weltmeisterschaften 2023 in St. Moritz, bei denen es aber nur für den 17. Platz reichte. Auch die Saison 2023/24 war von einer gewissen Stagnation geprägt. Zwar durchlief Maier wieder die gesamte Weltcupsaison und belegte am Ende den 16. Platz in der Gesamtwertung, es reichte aber nur für eine Weltcup-Platzierung in den Top Ten. Die Europameisterschaften in Sigulda schloss er mit Rang 12 ab, die Weltmeisterschaften in Winterberg im Einzel mit dem 13. Platz. Lediglich im Mixed-Wettbewerb, für den Maier erstmals nominiert wurde, erreichte er im Duo mit Janine Flock einen respektablen 8. Platz.
Nachdem zum 1. Juli 2024 Michael Grünberger als Nachfolger von Jeff Pain vorgestellt wurde, zeigte seine Arbeit recht schnell Früchte. So ließ Maier beim Saisonstart auf der Olympiabahn in Yanging beim zweiten Start im Asiencup mit einem 2. Platz aufhorchen, zumal ihn nur drei Hundertstel vom Sieger Christopher Grotheer trennten. In der Folge fuhr Maier in sechs von acht Weltcuprennen in die Top Ten und belegte drei Podestplätze im Einzel. Hinzu kamen noch zwei 2. Plätze zusammen mit Janine Flock im Mixed-Wettbewerb. Diese Ergebnisse bedeuteten für Maier am Saisonende den 4. Platz in der Weltcup-Gesamtwertung. Er hatte damit von allen drei österreichischen Weltcup-Startern den größten Leistungsschub zu verzeichnen. Während die Weltmeisterschaften 2025 auf der schwierigen Bahn in Lake Placid mit Rang 15 im Einzel und Rang 9 im Mixed eher mäßig verliefen, sorgte Maier bei den Europameisterschaften in Lillehammer für eine faustdicke Überraschung. Erstmals seit 2003 gewann in einem äußerst knappen Wettbewerb mit Maier ein Österreicher wieder die Europameisterschaft. Dieser Erfolg war zugleich der erste internationale Titel für ihn im Seniorenbereich.
In die Olympiasaison 2025/26 startete Maier gleich mit einem Podestplatz beim ersten Weltcup auf der neuen Olympiabahn in Cortina d’Ampezzo. In der Folge fuhr Maier in weiteren 4 Rennen unter die Top Ten und belegte am Saisonende den 5. Platz in der Weltcup-Gesamtwertung. Bei den Europameisterschaften in St. Moritz gelang im Einzel der 7. Platz, im Mixed mit Julia Erlacher der 6. Platz. Da Maier mit Abstand der beste österreichische Skeletoni vor den Olympischen Winterspielen 2026 war, wurde er vom Verband neben Florian Auer für die olympischen Skeletonwettbewerbe nominiert.