События разворачиваются в вымышленной вселенной, в которой роботы с искусственным интеллектом уживаются вместе с людьми. Юный робот по имени Атом обладает невероятной силой, а его внешний облик является точной копией внешности сына ученого, создавшего Атома. Потерявший сына в результате аварии, убитый горем отец решил воссоздать его в виде андроида, чтобы заботиться о нем и воспитывать.
Однако спустя время ученый осознает, что заменить любимого ребенка роботом не удастся, так как механическое создание не способно испытывать эмоций. Атом не взрослеет и не испытывает чувства привязанности, а соответственно не может стать заменой реального человека. Мужчина решает отдать робота в цирк, где он выступает на потеху публике. В цирке его замечает глава министерства наук и уговаривает владельца отдать андроида ему. Таким образом у Атома появляется новый «отец» и даже целая механическая семья, в результате чего происходит невозможное – робот начинает испытывать эмоции совсем как настоящий человек.