Доктор Тенма настолько одержим созданием робота с человеческой душой, что забыл о заботе к своему собственному сыну Тоби; и когда Тоби погибает в автомобильной катастрофе, горюющий отец стремиться создать модель робота, который был бы копией его умершего сына. Однако жизнь вскоре переворачивает всё иначе и созданного им робота Тоби отвергает общество. Тенма, рассерженный, что Тоби так и не смог заменить ему родного сына, выгоняет его. Так начинается другая жизнь Тоби, который вскорости обретёт имя Астробой, встретившись с гениальным учёным, доктором Элефаном. Вместе им предстоит пройти множество таинственных и загадочных приключений, повстречать коварных врагов с злодейскими планами и конечно победить их всех. Ведь это Астробой, робот с душой человека и огромной силой могучего атома.