科学省长官天马博士由于事故痛失爱子托比欧，于是他以托比欧为原型，集结21世纪日本的科学技术，制造了一个10万马力的少年机器人阿童木。然而天马博士发现阿童木只是有着托比欧的外貌，根本不是自己所爱的儿子，于是在叹息中废弃了阿童木并失踪了。被生父所遗弃的阿童木此时隐约懂得了悲伤的感情，然而继任的科学省长官茶水博士则像生父一般对待他，让他获得了机器人的家人和人类的朋友。然后在未来世界发生的种种事件中，阿童木一边保护着人类一边成长起来。