Доктор Тенма так увлекся идеей создать робота, наделённого человеческой душой, что забывает о сыне — Тоби. Когда мальчик погибает в автокатастрофе, отчаянный отец решает воплотить мечту и строит робота, который должен быть точной копией его умершего сына. Но вскоре вселенная свергает его планы: созданный клон Тоби сталкивается с отторжением со стороны общества. Разочарованный и сердитый, Тенма отстраняет робота и отправляет его к обочине жизни. Так начинается новая жизнь Тоби, которому судьба дарит имя Астробой после встречи с необычным учёным, доктором Элефаном. Вместе они вступают в серию загадочных приключений, сталкиваются с коварными врагами и хитрыми замыслами, против которых предстоит выстоять и победить. Ведь перед нами не просто робот: это существо с душой и гигантской силой, частичкой ядра атомной мощи. Астробой — дитя науки и сердца, воплощённый конфликт между родной скорбью и стремлением к справедливости.