Câu chuyện xảy ra tại tương lai nơi đế chết Garrufa đang cố gắng xâm chiếm trái đất. Và người trái đất đã thiết lập nên 1 tổ chức mang tên GEAR cùng với sức mạnh của siêu vũ khí Dendoh nhằm bảo vệ trái đấu.
Ma Vương Arnos, kẻ đã quá chán ngấy vì cảnh đối địch giữa nhân loại, tinh linh và thần linh. Vậy nên hắn đã quyết định sẽ hi sinh bản thân mình bằng cách dựng nên một bức tường ngăn cách nhân loại, tinh linh,... Chấm dứt một khoảng thời gian dài đối địch liên miên. Và hắn đã dự định sẽ đầu thai lại vào 2000 năm sau.
Phim lấy bối cảnh tại một thành phố tương lai mang tên Metro City. "Astro Boy" là một cậu bé người máy với sức mạnh siêu phàm được tiến sĩ Tenma chế tạo ra dựa theo hình dáng Toby, đứa con quá cố của ông. Tuy nhiên, càng lúc ông càng nhận ra rằng nỗi đau mất con của mình quá lớn và không gì có thể thay thế được vị trí của Toby trong lòng ông. Cuối cùng, tiến sĩ Tenma đã từ chối cậu bé robot và đẩy cậu vào một chuyến phiêu lưu cô độc đầy khó khăn.
Bối cảnh của phim diễn ra trong tương lai, khi loài người sống rải rác qua các vì sao. Đế quốc Valdana phải chịu dưới quyền kiểm soát của gia tộc Tytania – một thế lực giàu có và đầy uy danh. Tytania ngụy tạo nên tầm ảnh hưởng của mình bằng bạo lực và sức mạnh về kinh tế, tồn tại như biểu trưng của nỗi đe sợ đối với toàn đế chế.
Misumi Makoto vốn chỉ là một học sinh trung học bình thường, giỏi bắn cung và đam mê phim lịch sử. Nhưng rồi một ngày kia khi cậu tỉnh lại, thì bỗng phát hiện ra mình đang ở một nơi kỳ quái không để đâu cho hết! Một thế giới xa lạ, một nơi thậm chí còn không thuộc về Trái Đất?