Bertempat di kota metro futuristik, Astro Boy (Atom) adalah robot muda dengan kekuatan luar biasa yang diciptakan oleh seorang ilmuwan brilian dalam gambar putra yang hilang. Tidak dapat memenuhi harapan penciptanya, Astro memulai perjalanan untuk mencari penerimaan, mengalami pengkhianatan dan dunia netherworld robot, sebelum kembali untuk menyelamatkan Metro City dan berdamai dengan ayah yang menolaknya.