22세기, 메트로 시티는 오염된 지구 위를 떠다니며 로봇들이 인류를 섬기고 있다. 과학자인 텐마 박사는 죽은 아들 토비의 모습과 기억을 불어넣어 아스트로라는 로봇을 만든다. 아스트로는 독특한 푸른 에너지 코어를 동력원으로 삼는다. 하지만 텐마 박사는 아스트로를 거부하고, 이로 인해 아스트로는 지구 표면으로 추락하게 된다. 그곳에서 아스트로는 고아 아이들과 다른 로봇들을 만난다. 한편, 재선을 노리는 메트로 시티의 스톤 대통령은 자신의 방어 로봇인 피스 키퍼를 가동하기 위해 아스트로의 강력한 에너지원을 탐낸다.
