В центре внимания оказывается уникальный мегаполис на просторах космоса, где высокие здания с неоновыми огнями и летающие автомобили создают атмосферу футуристической жизни. В этом мире живет блестящий ученый доктор Тенма, который переживает непреодолимую утрату своего сына. Погруженный в горе, он решает создать робота, способного стать воплощением его мечты о идеальном ребенке. Так на свет появляется Астробой — создание, обладающее невероятными способностями и всеми теми качествами, которые можно было бы пожелать настоящему человеку. Однако, в тот момент, когда Астробой осознает, что является лишь искусственным существом, его мир рушится. Он сталкивается с вопросом о своей истинной природе и о том, что значит быть человеком.
Тем временем, никто не ведает о том, что за Астробоем охотятся злые силы, стремящиеся использовать его потенциал для своих корыстных целей. Военные организации, осознавшие уникальность маленького робота, начинают разрабатывать планы по его захвату, намереваясь использовать его способности для захвата и контроля Земли. Астробой оказывается в центре конфликта, где на кону стоит не только его собственное существование, но и судьба всего человечества. Таким образом, на фоне личной борьбы за принятие себя и осознание своей истинной сущности разворачивается масштабная борьба между добром и злом, в которой Астробой должен найти свое место и понять, что делает его настоящим героем.