故事背景
科學省首席天馬博士的兒子托比奧在一次車禍中喪生，悲痛欲絕的天馬博士以兒子為原型製造了一個AI智慧型機器人TOBYO，並帶著它一起生活。一次因為某種原因，天馬博士停止了TOBYO的程式，並毀滅了大部分關於研發“AI智慧型機器人”的數據後下落不明。後來，接任科學省首席的茶水博士在實驗室內意外發現了停止運轉的TOBYO，茶水博士集中全城的電能復活了TOBYO並重新為它取名為阿童木(atom)。堅信著“人類與機器人能成為朋友”這一信念的阿童木，在解決一次又一次的事件中開發了很多潛在的能力，也擁有了一大群人類和機器人的朋友和擁護者，成為了“人類與機器人成為朋友”的橋樑。阿童木和擁護他的朋友一起為了這個目標而不斷努力，最後終於達成了“人類和機器人友好相處”目的，但這只是個開始.......
主要人物
科學省
阿童木（CV：津村真琴）
羅馬音：ATOM
生日：4月7日
身高：約135厘米
體重：約30千克
性格：開朗活潑、善良寬容、認真負責
動力來源：原子能引擎
七大能力：
1、眼睛擁有探照燈、錄像機和空間定位系統等功能。
2、雙耳聽力為正常人的千倍。
3、會說將近60門外語。
4、能分辨人類的善惡。
5、左臂安裝了原子炮，右手食指能發射雷射。
6、紅色靴子是微型的火箭發動機引擎。
7、最大輸出功率為10萬馬力。
原型：托比奧（天馬博士之子）
製作者：天馬博士
出生地：科學省精密機械局
誕生原因：天馬博士為了復活因車禍而死的兒子托比奧，而製造出阿童木
特點：擁有一顆比人類更善良、更懂得包容的心，堅信著人類與機器人能成為朋友，即使身為機器人也相信著人類。
茶水博士（CV：勝田久）
他是在天馬博士離開以後，成為科學省的負責人
天馬博士（CV：大和田伸也）
如月夕子（CV：川瀨晶子）
烏蘭
茶水博士所製造的阿童木的妹妹，淘氣，任性，而且到處惹禍，和阿童木一樣強壯，但是不會飛。但是心地善良，具有和阿童木一樣的美德——勇於獻身（只出現於《新版鐵臂阿童木》，舊版中未出現）。
里諾
原來是一名棄嬰，後來被機器人馬戲團發現，被撫養長大與馬戲團一起表演，後來因為當地大老闆迫害而被迫逃亡，好心的茶水博士成為他的監護人。他在機器設計方面有著過人的天賦。
警察廳
田鷲警官（CV：銀河萬丈）
是一個對機器人存有極大偏見的警官，每當有案件發生的時候，他總是最先考慮是不是機器人乾的。
學校
小翠老師
阿童木的老師，曾經在機器人博覽會上為機器人巨無霸獻花和表演，其冷靜但功夫較強，工作十分努力，對人十分友善。
健一
阿童木的朋友及國小同學。個子很小但很聰明，一開始就對阿童木等沒有偏見。很喜歡與阿童木做朋友，並在很多時候幫助過他。
裕夫
愛自己動手製作機器的機器愛好者。知道阿童木到自己所在的國小上學就非常高興。對於自己是阿童木的朋友感到很自豪。平時總是顯得慌慌張張。
四部垣
由於父親及“機器人是人類的工具”的影響，最初不喜歡和阿童木做朋友。但被阿童木幫助後改變了想法，和阿童木變得親近了。
機器人
青騎士（CV：田中秀幸）
阿多拉斯（CV：檜山修之）
布魯托
赫拉克羅斯
拉比亞
哈雷
艾普斯龍
電光
分集標題
1、力量提升！（Power up！）
2、機械球（ロボットボール）
3、阿童木上宇宙（ アトム宇宙に行く）
4、電光（電光）
5、拯救機器人農場！（ロボット農場を救え！）
6、阿多拉斯誕生（アトラス誕生）
7、阿童木VS阿多拉斯（アトムvsアトラス）
8、機器人特快列車（ロボット超特急）
9、法蘭根（フランケン）
10、金星機器人來襲！（金星ロボット襲來！）
11、機器人馬戲團來了！（ロボットサーカスがやって來た！）
12、復活的巨無霸（よみがえったジャンボ）
13、烏蘭誕生（ウラン誕生）
14、微型大冒險（ ミクロの大冒険）
15、守護人工智慧！（人工知能を守れ！）
16、黑暗中的機械獵人（暗のロボットハンター）
17、最強的機器人（地上最強のロボット）
18、不死的布魯托（プルートゥは死なず）
19、機器人小子（ロボットボーイ）
20、永遠的少年（永遠の少年）
21、湖中的怪物（湖の怪物）
22、再見公主（さよならプリンセス）
23、失去的記憶（失われた記憶）
24、小熊娃娃（ベアちゃん）
25、假若會流淚（もしも涙を流せたら）
26、青騎士登場（青騎士登場）
27、大偵探鬍子伯伯（名探偵ヒゲオヤジ）
28、宇宙人造星的大危機（宇宙プラントの危機）
29、小蘭和大偵探（ウランと名探偵）
30、地底探險（地底探検）
31、古朗的大冒險（グーノンの大冒険）
32、青騎士的身世（青騎士の秘密）
33、妖精物語（妖精物語）
34、變形生命-無比（変形生命ムーピー）
35、阿童木VS朗克（アトムVSロック）
36、墮進愛河的機器人（戀するロボット）
37、阿多拉斯大反擊（アトラス逆襲）
38、艾米麗的願望（エミリーの願い）
39、時光獵人（タイムハンター）
40、討厭機器人的人（ロボット嫌い）
41、巨人的記憶（巨人の記憶）
42、鋼鐵島之戰（鋼鉄島の戦い）
43、憧憬人類的機器人（人間に憧れたロボット）
44、進入龍之森林（龍の森へ）
45、革命前夜（革命前夜）
46、機械坦尼亞建國（ロボタニア建國）
47、決戰！南極大陸（決戦！南極大陸）
48、明日的新旅程（明日への旅立ち）
49、阿童木復活（アトム復活）
50、最後的對決（最後の対決）
動漫原聲
前期
（1~25集、49~50集）
OP ：《True blue》
作詞：町田紀彥
作曲：町田紀彥、吉松隆
編曲：山原一浩
主唱：ZONE
ED：《 BOY'S HEART》
作詞：藤井フミヤ
作曲：藤井フミヤ
編曲：屋敷豪太
主唱：藤井フミヤ
後期
（26~48集）
OP：《Now or Never》
作詞：m-flo、化學超男子
作曲：m-flo編曲：m-flo
主唱：化學超男子 meets m-flo
ED1：《鐵臂阿童木（スカパンクバージョン）》
作詞：谷川俊太郎
作曲：高井達雄
編曲：ha-j
主唱：ZONE&Run Time All Stars
ED2：《鐵臂阿童木（バラードバージョン）》
作詞：谷川俊太郎
作曲：高井達雄
編曲：山原一浩
主唱：ZONE
