Fatti:
A. Il 22 aprile 2005 G._, nato nel 1969, di professione aiuto-stampatore serigrafo, ha presentato una domanda di prestazioni AI per adulti lamentando diversi disturbi di natura ortopedica.
L'Ufficio AI del Cantone Ticino (UAI) ha affidato al dott. C._, chirurgo ortopedico, il compito di esperire una valutazione specialistica. Con referto del 21 febbraio 2006, posta la diagnosi di sindrome vertebrale lombare in presenza di alterazioni degenerative pluri-segmentali nonché di stato dopo discectomia L5/S1 a sinistra e orchiectomia bilaterale, e riscontrata una diminuzione della caricabilità del rachide in relazione al mantenimento di posizioni statiche, ai movimenti del tronco e al trasporto di pesi, il perito ha quantificato nella misura del 50% il grado di incapacità lavorativa dell'interessato nella sua attività abituale evidenziando un'incidenza negativa dei disturbi accusati sull'esercizio della sua professione. Per contro, in attività sostitutive adeguate, rispettose dei limiti funzionali e che permettano una libera scelta della posizione, rispettivamente un cambiamento regolare della stessa, che non comportino movimenti frequenti oppure posizioni prolungate di flessione o torsione del tronco, che consentano di effettuare regolarmente spostamenti/trasferte anche prolungate a piedi in condizioni favorevoli, che non implichino il trasporto/sollevamento di pesi (superiori a 5-10 kg talvolta, a 10 kg raramente), che non comportino l'esposizione a vibrazioni, a movimenti bruschi, a cambiamenti repentini o frequenti del grado di umidità o della temperatura ambientale, il dott. C._ ha considerato l'assicurato abile al lavoro nella misura del 70%.
Fondandosi essenzialmente sulle conclusioni specialistiche del dott. C._, cui ha aderito anche il servizio medico X._, e sulla valutazione della consulente in integrazione professionale, che ha ritenuto esigibili senza necessità di riformazione specifica segnatamente un'attività di controllo/sorveglianza, confezione, stampa, come pure l'attività di operaio generico (assemblaggio, produzione, stampa, lucidatura, ecc.) o di portiere, l'UAI ha respinto la domanda di prestazioni e negato il diritto alla rendita per difetto di invalidità di grado pensionabile (decisione del 4 ottobre 2006).
B. Patrocinato dall'avv. Milca Molteni, G._ si è aggravato al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino. Sostenendo, sulla scorta delle valutazioni dei suoi medici curanti, una inabilità lavorativa del 50% in qualsiasi attività, l'interessato ha chiesto in via principale il riconoscimento di tre quarti di rendita a partire dal 1° marzo 2005; in via subordinata, nell'ipotesi in cui fosse confermata la tesi dell'abilità lavorativa del 70% in attività sostitutive leggere, ha postulato l'assegnazione di un quarto di rendita, sempre dal 1° marzo 2005. Infine, ha domandato di essere ammesso al beneficio dell'assistenza giudiziaria e del gratuito patrocinio.
Per pronuncia del 30 luglio 2007, statuendo per giudice unico, la Corte cantonale ha sostanzialmente confermato l'operato dell'amministrazione. Aderendo alle conclusioni del dott. C._, cui ha attribuito pieno valore probatorio, essa ha ritenuto l'assicurato abile al lavoro nella misura del 70% in attività adatte, rispettose dei limiti funzionali descritti dal perito. Inoltre, dopo avere accertato un reddito da valido di fr. 56'459.- e un reddito da invalido di fr. 34'361.88 (anno di riferimento: 2005), che teneva già conto di una riduzione del 15% per le particolarità personali e professionali del caso, ha stabilito un grado d'invalidità del 39%, insufficiente per conferire il diritto a una rendita anche solo parziale. Dopo avere escluso, a causa dell'indisponibilità dell'assicurato, che - per quanto osservato dalla consulente in integrazione professionale - si riterrebbe inabile al lavoro in misura importante in qualsiasi attività, l'ipotesi di una riqualifica professionale, la Corte cantonale ha per il resto accolto la domanda di assistenza giudiziaria e di gratuito patrocinio.
C. Sempre patrocinato dall'avv. Molteni, G._ ha presentato un ricorso in materia di diritto pubblico, con il quale chiede l'annullamento del giudizio cantonale e il riconoscimento di un'inabilità lavorativa del 50% in ogni attività nonché l'assegnazione di una mezza rendita dal 1° marzo 2005. Inoltre chiede di essere posto al beneficio dell'assistenza giudiziaria gratuita completa. Dei motivi si dirà, per quanto occorra, nei considerandi.
L'UAI propone la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali ha rinunciato a determinarsi.
Diritto:
1. Il ricorso in materia di diritto pubblico può essere presentato per violazione del diritto, così come stabilito dagli art. 95 e 96 LTF. Per contro, il Tribunale federale fonda la sua sentenza sui fatti accertati dall'autorità inferiore (art. 105 cpv. 1 LTF) e vi si può scostare solo qualora questo accertamento sia avvenuto in modo manifestamente inesatto o in violazione del diritto ai sensi dell'art. 95 LTF (art. 105 cpv. 2 LTF).
2. Nei considerandi dell'impugnata pronuncia, l'istanza precedente ha già esposto le norme e i principi giurisprudenziali disciplinanti la materia, rammentando in particolare i concetti d'incapacità al guadagno (art. 7 LPGA) e d'invalidità (art. 8 LPGA e art. 4 LAI), i presupposti e l'estensione del diritto alla rendita (art. 28 cpv. 1 LAI, nella versione applicabile in concreto, in vigore fino al 31 dicembre 2007), il metodo ordinario di confronto dei redditi e il momento determinante per l'accertamento del grado d'invalidità di assicurati esercitanti un'attività lucrativa (art. 16 LPGA; DTF 129 V 222; 128 V 174), nonché i compiti del medico ai fini di tale valutazione e il valore probatorio generalmente riconosciuto ai referti medici fatti allestire da un tribunale o dall'amministrazione conformemente alle regole di procedura applicabili (DTF 125 V 256 consid. 4 pag. 261, 351 consid. 3b/ee pag. 353; 115 V 133 consid. 2; 114 V 310 consid. 3c pag. 314; 105 V 156 consid. 1 pag. 158). A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione, non senza tuttavia ricordare che se la persona interessata non sfrutta in maniera completa e ragionevolmente esigibile la capacità lavorativa residua, il reddito da invalido va determinato alla luce dei dati forniti dalle statistiche salariali come risultano segnatamente dall'inchiesta svizzera sulla struttura dei salari edita dall'Ufficio federale di statistica (DTF 126 V 75 consid. 3b pag. 76 con riferimenti).
3. 3.1 Per giurisprudenza, gli accertamenti dell'autorità cantonale di ricorso in merito al danno alla salute, alla capacità lavorativa dell'assicurato e all'esigibilità di un'attività professionale - nella misura in cui quest'ultimo giudizio non si fonda sull'esperienza generale della vita - costituiscono questioni di fatto che possono essere riesaminate da questa Corte solo in maniera molto limitata (v. consid. 1; DTF 132 V 393 consid. 3.2 pag. 398).
3.2 La circostanza per cui l'autorità giudiziaria cantonale ha ritenuto - quantomeno fino alla data della decisione amministrativa in lite, che delimita temporalmente il potere cognitivo di questa Corte: DTF 129 V 1 consid. 1.2 pag. 4 - l'assicurato abile al lavoro nella misura del 70% in un'attività sostitutiva leggera e semplice trova conferma nella valutazione chiara e motivata del dott. C._ come pure in quella della dott.ssa B._ del servizio medico X._, che ha avuto modo di esaminare e confrontarsi in dettaglio con la documentazione medica all'inserto e, in particolare, con le contrarie valutazioni dei medici curanti del ricorrente (più in generale, sul valore probatorio spettante ai rapporti interni del servizio medico X._ cfr. la sentenza 143/07 del 14 settembre 2007, consid. 3.3).
La Corte cantonale ha sufficientemente spiegato il motivo per il quale le contrarie certificazioni del dott. N._, specialista in medicina interna e malattie reumatiche, e del dott. L._, specialista in medicina interna, che hanno attestato un'inabilità lavorativa del 50% nell'attività abituale come pure in ogni altra attività sostitutiva, non possono essere considerate tali da mettere in dubbio queste conclusioni. Il primo giudice ha così giustamente osservato che i predetti curanti non si sono adeguatamente confrontati con le risultanze della perizia del dott. C._. Essi non hanno in particolare spiegato perché la valutazione, approfondita e convincente di quest'ultimo, sarebbe errata, e soprattutto non hanno adeguatamente motivato l'asserzione, peraltro poco credibile, per cui un collocamento in altra attività risulterebbe improponibile.
Per il resto, la pronuncia cantonale ha convincentemente spiegato perché la valutazione peritale, che ritiene l'assicurato inabile al lavoro al 50% nella sua attività di aiuto-stampatore serigrafo, ma abile al lavoro al 70% in attività adeguate, rispettose dei suoi limiti funzionali, non può essere considerata contraddittoria, come invece continua a far valere a torto il ricorrente. Richiamandosi alle dichiarazioni del datore di lavoro, che aveva evidenziato come l'attività esercitata comportasse sforzi e posture non ideali per la schiena (vquestionario per il datore di lavoro del 6 giugno 2005), e alle osservazioni del dott. P._, il quale, intervenendo per conto dell'assicuratore malattia, aveva pure avuto modo di rilevare che il tipo di lavoro svolto dall'assicurato non era ottimale perché imponeva l'assunzione di posizioni scomode per la schiena, l'autorità giudiziaria cantonale poteva infatti giustamente ritenere inadeguata e non rispettosa delle limitazioni funzionali dell'interessato la professione esercitata presso la ditta di decalcomanie. In tali condizioni, si giustificava quindi anche la differente valutazione della (in)capacità lavorativa operata dal dott. C._ per l'attività abituale, da un lato, e per una attività sostitutiva leggera, rispettosa delle suddette limitazioni funzionali, dall'altro. È pertanto errata l'allegazione ricorsuale secondo cui l'attività che svolge attualmente l'assicurato, e per la quale tutti i medici intervenuti hanno riconosciuto un'incapacità lavorativa del 50%, rispetterebbe già le limitazioni descritte dal dott. C._.
3.3 Ne discende che la decisione del giudice cantonale di attribuire pieno valore probatorio alla perizia del dott. C._ (sulla differenza, ai fini probatori, tra mandato di perizia e mandato di cura cfr. anche la sentenza I 701/05 del 5 gennaio 2007, consid. 2 in fine con riferimenti) e di considerare l'assicurato abile al lavoro nella misura del 70% in attività sostitutive leggere, non lede alcuna norma di diritto federale, né risulta da un accertamento manifestamente errato dei fatti o da un apprezzamento arbitrario delle prove.
A nulla giova il richiamo all'improponibilità, sostenuta dai dott. N._ e L._, di un'attività alternativa per l'impossibilità di rimanere seduto a lungo. Il dott. C._ ha infatti chiaramente precisato a tal proposito che l'attività sostitutiva, per essere adatta e tenere conto delle limitazioni funzionali del ricorrente, deve permettere la libera scelta della posizione, rispettivamente un cambiamento regolare della stessa, ad esclusione quindi anche di quelle professioni che obbligano il lavoratore a rimanere seduto a lungo.
Né potrebbe di certo dirsi frutto di un accertamento manifestamente erroneo dei fatti - eccezion fatta forse per l'attestata esigibilità dell'attività di stampa, attualmente esercitata dal ricorrente e ritenuta idonea da tutti i medici intervenuti solo nella misura del 50% - la conclusione tratta dal rapporto finale 22 maggio 2006 della consulente in integrazione professionale (sui compiti del medico, rispettivamente del consulente professionale per l'accertamento dell'invalidità cfr. DTF 125 V 256 consid. 4 pag. 261; Meyer, Rechtsprechung des Bundesgerichts zum IVG, pag. 228 seg.), la quale ha ritenuto esigibili tutte quelle attività non qualificate semplici e ripetitive tipiche del settore secondario e terziario che rispettano i limiti invalidanti e nel contempo il profilo attitudinale dell'assicurato, quali, segnatamente, attività di controllo/sorveglianza, confezione, come pure attività di operaio generico (assemblaggio, produzione, stampa, lucidatura, ecc.) o di portiere. Attività che, per quanto osservato in maniera sostenibile dalla consulente, non richiedono una preparazione professionale specifica ma possono già essere esercitate dopo una semplice introduzione al posto di lavoro ed un breve periodo di rodaggio.
Questa Corte ha del resto già ripetutamente statuito, in casi con limitazioni funzionali analoghe, che esiste un mercato del lavoro sufficiente in cui realizzare la propria capacità lavorativa residua (consid. 2b non pubblicato della sentenza DTF 119 V 347; VSI 1998 pag. 293 consid. 3b pag. 296; si veda anche la sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni I 401/01 del 4 aprile 2002, consid. 4c). Si tratta segnatamente del mercato occupazionale aperto a personale non qualificato o semi qualificato (RCC 1989 pag. 328 consid. 4a pag. 331), in cui vi è una sufficiente offerta di occupazioni, in particolare nell'industria, in cui possono venir eseguite mansioni di sorveglianza e controllo, che non comportano aggravi fisici e che consentono il cambiamento frequente di posizione (sentenza I 418/06 del 24 settembre 2007, consid. 4.3; RCC 1980 pag. 481 consid. 2 pag. 482; cfr. inoltre la sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni U 329/01 del 25 febbraio 2003, consid. 4.7).
4. La valutazione del primo giudice non può infine nemmeno essere sconfessata per quanto concerne l'accertamento dei redditi di riferimento (da valido [fr. 56'459.-] e da invalido [importo base, al 100%: fr. 57'751.08; pari a fr. 40'425.75 per una capacità residua del 70%] per l'anno 2005) e per la riduzione percentuale (del 15%, di cui: 10% per gli impedimenti funzionali derivanti dal danno alla salute e 5% per il fatto che l'interessato può lavorare solo a tempo parziale) applicata sul reddito da invalido in considerazione delle particolarità personali e professionali del caso (DTF 126 V 75; per quanto riguarda il potere di esame di questo Tribunale per rapporto a queste valutazioni cfr. DTF 132 V 393 consid. 3.2 e 3.3 pag. 398 seg.). Questi dati, oltre a risultare dagli atti e ad essere conformi alla giurisprudenza in materia (v. ad esempio SVR 2007 UV no. 17 pag. 56 [U 75/03]), non sono stati giustamente contestati dal ricorrente che li ha anzi ripresi. Ne discende pertanto che il grado d'invalidità, arrotondato (DTF 130 V 121), ammonta (per gli anni in questione: DTF 129 V 222; 128 V 174) effettivamente, come accertato dal Tribunale cantonale, al 39% ed è, seppur di poco, insufficiente per rivendicare un diritto a una rendita. Di conseguenza il ricorso, infondato, dev'essere respinto.
5. Il ricorrente ha chiesto di essere posto al beneficio dell'assistenza giudiziaria gratuita.
5.1 Il Tribunale federale dispensa la parte che dimostra di essere in uno stato di bisogno e le cui conclusioni non sembrano prive di probabilità di successo, dal pagare le spese processuali e i disborsi (art. 64 cpv. 1 LTF). Se occorre, il Tribunale federale può fare assistere questa parte da un avvocato i cui onorari sono sopportati dalla cassa del Tribunale medesimo (art. 64 cpv. 2 LTF). Quando la parte sia più tardi in grado di pagare, sarà tenuta alla sua rifusione alla cassa del Tribunale (art. 64 cpv. 4 LTF).
5.2 Alla luce del questionario per l'assistenza giudiziaria gratuita prodotto su richiesta di questo Tribunale, il ricorrente effettivamente risulta trovarsi in una situazione di indigenza ai sensi dell'art. 64 cpv. 1 LTF. Per quanto riguarda le conclusioni del ricorso esse - considerato anche l'esiguo margine che separava l'interessato dal riconoscimento di una prestazione - non erano in generale fin dall'inizio sprovviste di possibilità di esito favorevole per cui l'assistenza giudiziaria può venire accordata.
5.3 Gli oneri processuali seguono la soccombenza (art. 66 cpv. 1 LTF). Il ricorrente dovrebbe quindi sopportare le spese; le stesse sono tuttavia per il momento assunte, a titolo di assistenza giudiziaria gratuita, dalla Cassa del Tribunale federale.
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto.
2. Al ricorrente viene concessa l'assistenza giudiziaria.
3. Le spese giudiziarie di fr. 500.- sono poste a carico del ricorrente e per il momento saranno assunte dalla cassa del Tribunale federale.
4. L'avvocato Milca Molteni, Lugano, viene designata patrocinatrice del ricorrente per la procedura innanzi al Tribunale federale. La Cassa del Tribunale le verserà un'indennità di fr. 2500.-.
5. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio federale delle assicurazioni sociali.