No distante ano de 2003, o Japão é uma utopia tecnológica, e robôs estão por toda parte. Um desses robôs, Tobio, foi construído pelo brilhante Dr. Tenma para substituir seu filho falecido. Mas, quando logo se torna evidente que Tobio é uma cópia imperfeita de seu filho, o Dr. Tenma o descarta. Ele é resgatado do ferro-velho pelo bondoso Professor Ochanomizu, um defensor dos direitos civis dos robôs. Agora, o pequeno robô, renomeado Astro Boy, recebe a missão de defender o Japão e o mundo de todo tipo de ameaças sinistras. Usando suas sete super-habilidades e 100.000 cavalos de força para combater o mal, Astro espera servir de exemplo ao mundo sobre o bem que todos os robôs são capazes de fazer.