Ergens ver in de toekomst moet de mens de Aarde verlaten, maar iemand is vergeten de laatste robot uit te zetten. WALL-E is die robot, die gebouwd is om schoon te maken en dat honderden jaren lang doet op de verlaten planeet. Tot hij de zoekrobot EVE ontmoet. Zij ontdekt dat WALL-E per ongeluk is gestuit om de sleutel tot de toekomst van de planeet en gaat snel terug naar de ruimte om verslag te doen.