天马博士是世界闻名的天才科学家，深深爱着儿子的他决意把孩子培养成自己的接班人，可是一次意外却使得儿子永远的离开了他，痛失爱子的天马博士差点就此意志消沉，出于对儿子的深深思念，天马博士决定按照儿子的外形制造出一个机器人，他将其命名为阿童木。阿童木外表与人类无异，身体内的蓝核力量给阿童木无穷的能源支持，使他能够上天入地，无所不能。此外，天马博士还将儿子的情感与记忆注入了阿童木的大脑内，所以阿童木以为自己就是一个普通的正常人类，他以为天马博士就是自己的父亲，殊不知天马博士还沉浸在对儿子思念的悲痛里不能自拔，经过一番心理挣扎，天马博士决定将阿童木扔掉，忘却这段记忆。

茶水博士是天马博士的同事，知悉了天马博士丢弃了阿童木，不忍心阿童木就此放逐的茶水博士开始暗中帮助伤心欲绝的阿童木。渐渐的，阿童木知道了自己的身世，他知道了自己机器人的身份，也知道了自己不同寻常的出生经历，因此他决定，要利用自己的能力做些什么。在旅途里，阿童木结识了既漂亮又足智多谋的柯娜以及一大群伙伴，他们开始闯荡这个世界，机缘巧合之下阿童木认识了哈马，阿童木一厢情愿的将哈马当做了自己的父亲。

另一厢，城市中的军队总司令史东总督总是想建立自己的机器人军队，而使他大为头疼的就是机器士兵的能量来源。这时候，哈马告诉了他阿童木的来历，史东总督对于阿童木身体内的蓝核能量相当感兴趣，他认为蓝核力量就是自己机器人军队的完美解决方案。不知情的阿童木危在旦夕，柯娜对天马博士晓之以情，他醒悟过来，决定拯救阿童木………