El fabricante de smartphones indicó que había hallado que Dongguan Shinyang Electronics, que proporciona cubiertas y componentes de teléfonos móviles, realizaba un "proceso de contratación ilegal".
El anuncio de Samsung llega menos de una semana después de que un informe publicado en Estados Unidos acusara al proveedor de usar trabajadores menores de edad.
Samsung añadió que desde el 2013 sus tres auditorias no habían encontrado que se empleara a niños en la firma china. La última es del 25 de junio.
"Las autoridades chinas también están siguiendo el caso", dijo Samsung en un comunicado, añadiendo que recortaría todos los lazos con el proveedor si las acusaciones eran ciertas.
"Si las investigaciones concluyen que el proveedor contrató a niños de forma ilegal, Samsung cortará de forma permanente sus negocios con el proveedor, en cumplimiento de la política de tolerancia cero hacia el trabajo infantil", dijo.
El informe de China Labor Watch, con sede en Estados Unidos, acusó el jueves a la firma china de emplear a niños, y el grupo dijo que había hallado al menos "cinco niños trabajadores" sin contrato.
Samsung exige que los proveedores adopten un proceso de contratación que incluya entrevistas en persona y el uso de escáneres para detectar identidades falsas, para asegurar que no se tengan niños como empleados.
Pero China Labor Watch dijo que el sistema de seguimiento de la surcoreana era deficiente.
El grupo acusó a uno de los proveedores de Samsung de emplear el trabajo infantil en el 2012. Samsung dijo después que no había encontrado ningún trabajador menor en las instalaciones.