Postavljen v futuristični Metro City, Astro Boy je mlad robot z izjemnimi močmi, ustvarjen s strani briljantnega znanstvenika po imenu Dr. Tenma. Napolnjen z pozitivno "modro" energijo, Astro Boy poseduje nadčloveško moč, rentgensko vid, neverjetno hitrost in sposobnost letenja. Na poti iskanja sprejemanja doživi številne druge barvite like. Skozi njegove pustolovštine spoznava radosti in čustva človeškega bitja ter pridobi moč, da sprejme svojo usodo. Na koncu, ko spozna, da so njegovi prijatelji in družina v nevarnosti, Astro Boy uporabi svoje osupljive supermoči in se vrne v Metro City, da pogumno poskuša rešiti vse, kar ima rade in razume, kaj pomeni biti junak.