Após atulhar a Terra de lixo e gases tóxicos, a Humanidade fugiu do planeta e passou a viver numa nave. O plano era um exílio de poucos anos, com robôs a limpar o planeta. Mas o plano correu mal. Agora, Wall-E é o último destes robôs, que se mantém em funcionamento graças ao auto-conserto das suas peças. A sua vida consiste em compactar lixo, que forma torres maiores do que arranha-céus, e coleccionar objectos curiosos que encontra ao realizar o seu trabalho. Até que um dia surge uma nave que traz um novo e moderno robô: Eva.