Dans la futuriste Metro City, Astro Boy est un jeune robot doté de pouvoirs incroyables, créés par un brillant scientifique nommé Dr. Tenma. Alimenté par une énergie positive « blue », Astro Boy bénéficie d'une super force, d'une vision aux rayons X, d’une vitesse incroyable et de la capacité de voler. Entamant un voyage à la recherche d’acceptation, Astro Boy croise de nombreux autres personnages hauts en couleur en chemin. Au cours de ses aventures, il découvre les joies et les émotions d’être humain, et acquiert la force d’embrasser son destin. Prenant conscience que ses amis et sa famille sont en danger, Astro Boy mobilise ses impressionnantes super-puissances et revient à Metro City dans un élan héroïque pour sauver tout ce qui lui tient à cœur et comprendre ce que signifie être un héros.