Metropolis, mégalopole à la pointe de la technologie, cité sur plusieurs niveaux où se répartissent les classes de la population. Les robots, nouveaux esclaves des hommes, y remplissent les travaux les plus difficiles tandis que les pauvres vivent sous terre, sans emploi, rejetés. Kenichi, jeune japonais, accompagne son oncle détective à la recherche du professeur Laughton, inculpé pour trafic d’organes. Ce dernier est engagé par le Duc Rouge qui dirige la ville dans l’ombre, afin de créer un nouveau genre de robot, supérieur à l’homme, ayant les traits de sa fille disparue. Tima, machine inachevée à l’apparence humaine, va donc rencontrer Kenichi suite à l’explosion de son laboratoire, pour commencer à vivre à ses côtés et fuir face à la haine des hommes pour les robots et celle de Rock, fils adoptif du Duc, jaloux maladif à son égard.