Robotboy est un robot de combat mignon et à la pointe de la technologie, qui rêve de devenir un vrai garçon. Créé par le scientifique de renommée mondiale, le professeur Moshimo, Robotboy a la capacité de se superactiver en une machine de combat capable de détruire des armées entières. Cela attire l'attention diabolique des super-vilains déterminés à exploiter les pouvoirs de Robotboy pour asservir le monde. Alors Moshimo envoie Robotboy loin pour vivre avec son fan numéro un, Tommy Turnbull, dans la paisible Bay Area. Ici, le petit robot vit la vie du point de vue d'un enfant qui grandit au sein d'une vraie famille. C'est à Tommy et à ses copains, Lola super riche et Gus super odieux, de protéger le robot de combat le plus puissant du monde. Et ce n'est pas une tâche facile lorsque les super-vilains incluent un scientifique du clonage fou, un magicien de fête tordu et un milliardaire dérangé avec un acolyte orang-outan géant...