21世紀、家族や仲間の宇宙船団からはぐれて地球にやってきたパールム星人の少年「エース」は、「タツノコ博士」とその娘「アサリ」に保護される。ゴムのような身体と、指先から出す特殊な光線を使い、ロボット犬「イボ」をパートナーに平和を守るため戦う。

「宇宙エース」は、宇宙からやってきたわんぱく王子・エースの活躍を描いた作品です。タツノコプロ制作によるアニメ作品の第1作で、エースは悪を倒すために地球にやってきます。シリーズ前半では地球が主な舞台となりますが、後半では光子ロケットを使って宇宙に飛び出し、さらなる活躍を見せます。この作品は、ヒーローアクションものとして、エースの冒険と成長を描いています。