У футуристичному Метро-Сіті геніальний вчений створює молодого робота на ім'я Астробой замість свого загиблого сина. Наділений неймовірними здібностями та емоціями, Астробой спочатку обожнюється своїм творцем та мешканцями міста. Однак, коли він усвідомлює, що не є справжнім хлопчиком, Астро-хлопчик вирушає в подорож, щоб відкрити свою справжню ідентичність і призначення. По дорозі він стикається з групою роботів-повстанців на чолі з лихим президентом Стоуном, який планує використати технологію Астро-боя в деструктивних цілях. Захищаючи своїх нових друзів і рятуючи Метро-Сіті, Астробой дізнається про важливість самоприйняття, дружби та справжній сенс буття героя.