Astroboy es un Robot creado por el profesor Ochomizu, con un cuerpo de niño y sentimientos de un ser humano. Con la ayuda de sus amigos, lucha contra enemigos que atacan el mundo y se enfrenta a retos personales en su adaptación al mundo.
 | Freddie Highmore | Astro Boy [Voz] |
 | Nicolas Cage | Dr. Tenma [Voz] |
 | Kristen Bell | Cora [Voz] |
 | Charlize Theron | Narrador [Voz] |
 | Samuel L. Jackson | Zog [Voz] |
 | Bill Nighy | Dr. Elefun [Voz] |
 | Donald Sutherland | General Stone [Voz] |
 | Eugene Levy | Orrin [Voz] |
 | Nathan Lane | Ham Egg [Voz] |
 | Moises Arias | Zane [Voz] |
| Matt Lucas | Sparx [Voz] |
| Madeline Carroll | Widget / Grace [Voz] |
| Sterling Beaumon | Sludge [Voz] |
| Victor Bonavida | Sam [Voz] |
| Tony Matthews | Padre de Cora [Voz] |
