„Lunar Industries“ darbuotojas Semas Belas (Sam Rockwell) išsiunčiamas trejiems metams dirbti didžiulėje automatizuotoje Sarang mėnulio bazėje, kur vienintelis jo kompanionas yra dirbtinio intelekto robotas Gertis. Semo užduotis - prižiūrėti automatizuotus „kombainus“, kurie išgauna helį iš mėnulio regolito. Išgautą kurą jis periodiškai siunčia į Žemę, kur šis panaudojamas labai reikalingos švarios branduolių sintezės energijos gamyboje. Dėl nuolatinių palydovo susisiekimo trukdžių, su žmona Tese ir jų dukrele Eva, Semas gali bendrauti tik įrašytomis vaizdo žinutėmis. Likus dviem savaitėms iki jo išvykimo atgal į Žemę, Semą pradeda kamuoti galvos skausmai bei haliucinacijos.
Veiksmas vyksta 2030 metų Japonijoje, NewPort'o mieste. Pasaulis ateityje, pažvelgus iš išorės, gal labai ir nepasikeitęs, tačiau technologijų vystymasis sąlygoja kibernetizacijos ir virtualiosios erdvės plėtimasi - riba tarp fizinio ir virtualaus pasaulio nyksta. Iš vienos pusės, žmogus įgyja vis daugiau kibernetinių implantų ar tampa visišku kiborgu, netgi daro elektronines savo sąmonės kopijas, kita vertus, kuriamas dirbtinis intelektas bei sudėtingos programos pamažu pradeda suvokti save kaip individus. Tačiau kartu su naujomis technologijomis iškyla ir nauji pavojai - atsiranda naujos ligos kaip kibersmegenų autizmas ar sklerozė (cyberbrain autism and Cyberbrain Sclerosis) bei kur kas padidėja hakerių keliamas pavojus. Tampa įmanoma užvaldyti ne tik priešininko kompiuterius, bet ir jo kompiuterinius implantus bei mechanines dalis, ko pasekoje, valdyti kūno judėjimą, į smegenis siunčiamą nervų informaciją, keisti atmintį.
Astro vaikis – tai nuostabus berniukas robotas, kurį futuristiniame Metro sičio mieste sukonstravo mokslininkas Tenma. Nepaprastai stiprus, greitas, kiaurai sienas matantis ir net skraidyti galintis robotas trokšta sužinoti savo tikrąjį pašaukimą. Patyręs įvairiausių nuotykių, Astro vaikis išmoksta džiaugtis ir liūdėti – jausti taip, kaip jaučiame mes, žmonės. Tad vos išgirdęs apie draugams gręsiantį pavojų, jis grįžta į Metro sitį, kad savo super galiomis išgelbėtų tuos, kurie jam brangūs, ir pajustų, ką iš tikrųjų reiškia būti didvyriu…