Ambientato nella futuristica Metro City, Astro Boy è un giovane robot dotato di incredibili poteri creato dal brillante scienziato di nome Dr. Tenma. Alimentato dall'energia positiva "blue", Astro Boy è dotato di super forza, visione a raggi X, velocità incredibile e la capacità di volare. Intraprendendo un viaggio in cerca di accettazione, Astro Boy incontra molti altri colorati personaggi lungo la strada. Attraverso le sue avventure, impara le gioie e le emozioni dell'essere umani e acquista la forza di abbracciare il suo destino. Sentendo finalmente che i suoi amici e la sua famiglia sono in pericolo, Astro Boy richiama i suoi impressionanti superpoteri e torna a Metro City in uno sforzo valoroso per salvare tutto ciò a cui tiene e per capire cosa significa essere un eroe.