2003年，富士電視臺第三次重繪了《鐵臂阿童木》動畫，由手冢製作公司製作並命名為《自動機器人‧鐵臂阿童木》（《アストロボーイ‧鐵腕アトム》），該動畫在日本自2003年4月6日首播，至2004年3月28日共播出50集。從2004年初起，香港無線電視翡翠臺開始播放該動畫的第三版。同時，中國中央電視臺也在2004年12月28日至2005年2月13日期間在其中國中央電視臺少兒頻道播出了該動畫的49集，每天播放一集。《自動機器人·鐵臂阿童木》是手冢Production改編自漫畫家手冢治虫的作品《鐵臂阿童木》而製作成的電視動畫，於2003年4月6日至2004年3月28日在富士電視臺首播，全50集。
在科學部，Ochanomizu教授和他的同事們試圖重新激活Atom，這是第一個擁有人類心臟的機器人，由Umatarou Tenma教授創造，旨在替代去世的兒子Tobio。然而，Atom突然關閉了他的智慧結晶並消失。Ochanomizu不想讓這項科學重大突破被浪費，拒絕讓Atom消失。
儘管看起來只有9歲，但Atom不僅擁有驚人的力量和智慧，還有超越機器人的道德和同情心。他瞭解到自己有時並不受歡迎，因為人們不接受機器人，甚至認為機器人將成為人類統治的威脅。
Atom夢想著一個人與機器並存的世界，為了實現這一夢想，他致力於保護兩者的生命，並激勵他們形成真正的聯繫。
《阿童木：Tetsuwan Atom》是為了慶祝Atom的生日（2003年4月7日）和原始系列的40週年而製作的。雖然繼承了手冢治虫的藝術風格，但這部動畫和原版不同，更加現代化，角色更具西方特色。該動畫在日本的富士電視臺播出，在國外則在Animax、北美的Kids WB和加拿大的YTV等電視臺播出。該系列榮獲了2004年東京動漫獎電視類獎項。
該系列DVD於2003年10月3日至2004年10月1日期間在日本發佈了13卷，另外還有四種限量版DVD盒銷售。這些盒子包括：三張光盤、三張明信片、一個動作人物和一本16頁小冊子。第一款盒子還包含額外的三張交易卡。在北美，索尼影視家庭娛樂公司於2005年發行了一個完整的DVD系列，2009年又發行了五張單碟；而米爾克里克娛樂公司於2015年發佈了一個完整的系列集。2019年，米爾克里克娛樂公司製作了一個包含四集動畫片的流行文化便當盒DVD套裝。
該系列還被改編為世嘉製作的兩個視頻遊戲，《阿童木：歐米茄因素》和《阿童木》。前者於2004年8月17日在Game Boy Advance上市，而後者則於2004年在日本和北美以及2005年在歐洲為PlayStation 2發佈。另外，從2004年4月15日開始，在日本的不同科學博物館中播放了一個名為“ROBOT-Yume no Astro Boy e”的剪輯片段，該片段使用Atom的數字動畫展示了實際的機器人技術。
這部動畫是一部經典之作。雖然有些人反感作者對原版進行了較多改動，但我認為這些改動恰到好處。首先，畫面方面，雖然是03年的作品，但其繪畫和特效仍然非常精美，展現了未來的科幻感。其次，音樂方面，每個角色都有自己的登場音樂，而背景音樂也非常恰到好處，能夠完美地配合情景，令人感動。此外，人物塑造也非常出色，每個角色都有獨特的背景和性格，令人印象深刻。設定方面，雖然有些科學知識不太符合實際，但整體上非常嚴謹，是一部真正的科幻片。劇情方面，雖然二十分鐘敘述一個故事有些困難，但製作組仍然將每個小劇情講述得淋漓盡致，整部長篇更是一個富有哲理的故事。最後，主題方面，雖然有些人認為這是一部小孩看的動畫，但其實每個角色都有深刻的內心世界和哲學思考。
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