仔猫のアトムは、いじめられっ子のつぎお君に拾われるが、粗相を繰り返して、また捨てられそうになる。その道中でつぎお君とともに交通事故に遭い、危うく死にかけるが、事故を起こしたのは、何と宇宙人の夫婦「チャールズ」と「ダイアナ」だった。 そして良心をさいなまれた宇宙人の勘違い（つぎお君の記憶していた漫画と猫のアトムを一緒にしてしまった）から、猫のアトムは、作中世界に存在する往年の人気漫画『鉄腕アトム』の主人公・アトムとしてサイボーグ手術をほどこされ、光子力がエネルギー源のスーパーキャットとしてよみがえるのだった……。