Ziemia w dość odległej na szczęście przyszłości. Planeta została zaśmiecona przez ludzi do tego stopnia, że zmuszeni byli ją opuścić na pokładzie wielkiego statku kosmicznego Axiom. WALL-E (Wysypiskowy Automat Likwidująco Lewarujący. E-klasa) jest małym robocikiem obdarzonym niezwykłą osobowością. Mieszka sam na Ziemi i czuje się tu bardzo samotny. Wieczory umila sobie oglądaniem jedynej ocalałej wideokasety - musicalu „Hello Dolly". Pewnego dnia poznaje przybysza z kosmosu - nowoczesną i przepiękną EWĘ. Od tej chwili jego życie całkowicie się zmienia, a uczucia do EWY powodują, że WALL-E odkrywa swoje prawdziwe przeznaczenie i wyrusza na wyprawę po niewyobrażalnie fantastycznym wszechświecie.