Depois que seu filho Tobio morre em um acidente, o cientista Dr. Tenma constrói um robô à imagem do menino, mas ao perceber que ele nunca vai crescer como uma criança de verdade, acaba vendendo-o ao circo cruel de Ham Egg. É o bondoso Dr. Ochanomizu quem o resgata e o liberta, e assim o robô, conhecido depois como Atom, começa uma vida defendendo a frágil paz entre humanos e robôs, não importa quantas pessoas o desprezem por ser um deles.