天馬博士因為兒子飛雄在交通意外中死亡，因為無法忍受失子之痛而製造了「小金剛」，並將其當作兒子一樣疼愛以自我慰藉。可是，當天馬博士發現小金剛不會長高時，就悟到了和真人的不同，因而開始厭惡小金剛，甚至將他賣至馬戲團。最後天馬博士摧毀了他的實驗室，並終止了小金剛的行動。但不久之後，科學部的首長又使小金剛再生，並且賦予了他一個正常人的生活，成為一個小學六年級的學生。借用他超人的能力，幫助警方防止叛變的機器人和頑固的人類可能造成的危害，因而為人類化解了各種危機。然而，小金剛仍需面對做為機器人被歧視的種族主義，而他也下定決心要發掘出有關他的創造者天馬博士的真相。
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