Astro ist ein Roboterjunge, erschaffen von dem brillanten, aber von Trauer gezeichneten Wissenschaftler Dr. Tenma. Von Kummer überwältigt nach dem Tod seines menschlichen Sohnes Tobio, baute Dr. Tenma Astro als perfekten robotischen Ersatz, mit der Absicht, dass er genauso aussehen und sich verhalten sollte wie das Kind, das er verloren hatte. Als Astro jedoch fertiggestellt war, wurde Dr. Tenma desillusioniert und erkannte, dass seine Schöpfung trotz ihrer fortgeschrittenen Fähigkeiten nicht wirklich wachsen oder die emotionale Leere füllen konnte, die sein leiblicher Sohn hinterlassen hatte. Infolgedessen verwarf Dr. Tenma Astro und verkaufte ihn an einen grausamen Zirkusbesitzer namens Hamegg, wo Astro gezwungen wurde, aufzutreten und gegen andere Roboter zu kämpfen.

Astros Schicksal änderte sich, als er von Professor Ochanomizu entdeckt wurde, dem gutherzigen Leiter des Wissenschaftsministeriums. Professor Ochanomizu erkannte Astros unglaubliches Potenzial und seine Fähigkeit zu echten Emotionen, rettete ihn aus dem Zirkus und wurde sein gesetzlicher Vormund und Mentor. Unter der Obhut von Professor Ochanomizu fand Astro ein liebevolles Zuhause und wurde inspiriert, seine unglaublichen Kräfte dem Schutz der Menschheit und der Roboter gleichermaßen zu widmen. Um ihm weiter ein Gefühl der Zugehörigkeit zu geben, schuf Professor Ochanomizu eine Roboterfamilie für Astro, einschließlich einer jüngeren Schwester namens Uran, mit der er eine enge und beschützende Bindung teilt.

In Bezug auf seine Persönlichkeit ist Astro durch seinen tiefen Sinn für Gerechtigkeit, seine Empathie und seinen unerschütterlichen Glauben an die Heiligkeit allen Lebens definiert. Er ist von Natur aus unschuldig und naiv und hat die kindlichen Eigenschaften des Jungen geerbt, nach dem er modelliert wurde. Obwohl er ein mächtiger Roboter ist, ist Astro im Herzen ein Pazifist; er versucht stets, Konflikte durch Diplomatie und Verständnis anstatt durch Gewalt zu lösen, obwohl er nicht zögert, Gewalt als letzten Ausweg einzusetzen, um Unschuldige zu schützen. Er ist mutig, selbstlos und beschützt seine Freunde und Familie leidenschaftlich, oft auf die Gefahr hin, sein eigenes Leben zu riskieren, um andere zu retten. Ein zentrales Thema seines Charakters ist sein Wunsch, als normaler Junge akzeptiert zu werden, doch wird er häufig gezwungen, seine außergewöhnlichen Kräfte zu offenbaren, um seine Stadt Metro City vor skrupellosen Robotern, außerirdischen Bedrohungen und anderen Gefahren zu verteidigen. Seine komplexeste Beziehung ist die zu seinem Schöpfer Dr. Tenma, der zwischen dem Wunsch, seinen „Sohn“ zurückzuholen, und der Ablehnung Astros für das, was er ist, schwankt.

Während seiner Abenteuer zeigt Astro bemerkenswertes Wachstum, lernt über die Komplexität der Welt, die Nuancen menschlicher Emotionen und die schwierige Natur der Gerechtigkeit. Seine Kernmotivation bleibt konstant: ein Verfechter des Friedens und der Koexistenz zwischen Menschen und Robotern zu sein, eine Mission, die er mit Mut und Mitgefühl annimmt. Er wird angetrieben von seinem einzigartigen „Kokoro“, einem japanischen Begriff, der grob mit „Herz“ oder „Seele“ übersetzt wird und die Quelle seiner Fähigkeit ist, zu denken, zu schlussfolgern und die gesamte Bandbreite menschlicher Emotionen zu fühlen.

Astro verfügt über eine Reihe bemerkenswerter Fähigkeiten, von denen die berühmtesten die Raketendüsen in seinen Füßen sind, die es ihm ermöglichen, mit enormer Geschwindigkeit zu fliegen. Ihm ist immense übermenschliche Stärke verliehen, oft mit 100.000 PS angegeben, die es ihm ermöglicht, extrem schwere Objekte zu heben. Sein Computergehirn verleiht ihm Superintelligenz, sodass er über 100 Sprachen sprechen und komplexe Probleme in Sekundenschnelle lösen kann. Sein Körper beherbergt verschiedene andere Waffen und Werkzeuge, darunter Suchscheinwerfer in seinen Augen, Fingerlaser und Armkanonen, wobei das spezifische Arsenal in verschiedenen Versionen seiner Geschichte variiert.