科学省では、熱心な教授オチャノミズとそのチームが、人間の心を与えられた最初のロボット、アトムを再起動させるために必死に働いている。アトムは、亡くなった息子トビオの代わりに、謎の教授テンマ・ウマタロウによって作られた。自分の創作を停止させた後、テンマが突然姿を消したにもかかわらず、オチャノミズはこの画期的な技術の潜在能力を最大限に引き出すことにコミットし続けている。
若々しい外見とは裏腹に、アトムは並外れた力と知性、そして人間と見紛う良心と共感能力を備えている。残念ながら、そのロボット少年は敵対心に直面し、誰もがオチャノミズのような開かれた心を持っているわけではないことを知る。自動人形は社会の中で一定の地位を確立しているが、しばしば単なる道具として見なされ、人間の優位性に対する脅威として恐れられることもある。
人間とロボットが平和に共存する未来への夢を抱き、アトムは両コミュニティの保護と、それらの間の真の絆の構築に身を捧げている。