Atom es un pequeño de 9 años que lleva una vida normal en Metro City junto a su familia, él asiste a la escuela, juega fútbol y se divierte con sus amigos, sólo que este niño guarda un gran secreto: él es un avanzado androide con apariencia humana, pero que es capaz de sentir todo tipo de emociones ya que está enamorado de su amiga Silica. Aunque aún no se anima a revelarle lo que siente todo se complica para él cuando unos villanos muy poderosos deciden atacar la ciudad, pues Atom decide volverse en el nuevo héroe del lugar y se transforma en Astroboy. Él busca vivir en un mundo donde los humanos y robotos puedan coexistir en paz, así que por eso decide lanzarse contra todos los malos que pongan esto en riesgo y busquen afectar a los más inocentes. Sólo que el ser el nuevo héroe podría traerle serios problemas ya que su secreto y verdadero origen podría salir a la luz, por lo que teme no ser aceptado y perder el amor de todas las personas que se encuentran en su vida.