Действие мультфильма разворачивается в космосе далекого будущего. Гениальный ученый-инженер, оплакивающий скоропостижную гибель своего единственного сына, создает по его образу киборга Тоби. До поры, до времени робот не подозревает, что он – не настоящий мальчик. Однако когда правда о его происхождении становится известна, Тоби решает покинуть своего названного отца и устремляется на Землю, которая давно превратилась в гигантскую свалку мусора.
События в мультфильме разворачиваются в футуристическом Метрополисе, где талантливый ученый создал юного робота, наделенного огромной силой, на замену потерянному сыну. Однако робот Астробой не смог оправдать ожидания создателя, поэтому он отправляется на поиски признания. Познав предательство и поучаствовав в гладиаторских боях, он возвращается домой, чтобы спасти родной город и примириться с отвергнувшим его человеком.