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Astro es un chico robótico que posee poderes súper humanos y un sistema de inteligencia artificial que no tiene parangón en ningún robot. Su creador, el Dr. Tenma, lo creó para reemplazar a su difunto hijo, Tovio. El Dr. Tenma pronto destruye su laboratorio, después de la creación de Astro, y apaga Astro. Poco después, el Dr. O'Shay, jefe del Ministerio de Ciencia, revive a Astro y trata de darle una vida normal como estudiante de sexto grado que ayuda a la agencia de policía a evitar que los robots renegados y los humanos fanáticos causen daño. Astro se enfrenta a un racismo extremo por ser un robot, y debe descubrir la verdad sobre su creador, el Dr. Tenma.