In einer futuristischen Metro City ist Astro Boy ein junger Roboter mit unglaublichen Kräften, erschaffen von dem brillanten Wissenschaftler Dr. Tenma. Angetrieben von positiver „blauer“ Energie besitzt Astro Boy übermenschliche Stärke, Röntgenblick, unglaubliche Geschwindigkeit und die Fähigkeit zu fliegen. Auf einer Reise auf der Suche nach Akzeptanz begegnet Astro Boy unterwegs vielen weiteren bunten Charakteren. Durch seine Abenteuer lernt er die Freuden und Emotionen des Menschseins kennen und gewinnt die Kraft, sein Schicksal zu umarmen. Letztendlich, als er erfährt, dass seine Freunde und Familie in Gefahr sind, rüstet Astro Boy seine beeindruckenden Superkräfte und kehrt nach Metro City zurück, in einem heldenhaften Einsatz, alles zu retten, was ihm am Herzen liegt, und zu verstehen, was es bedeutet, ein Held zu sein.