V budoucnosti se Země ocitá na pokraji zkázy - životní prostředí je znečištěné, všude se kupí hromady odpadků a vše nese známky masového konzumu. Vládu i obchod obstarává jediná společnost s názvem Buy´n´Large, která vytvořila zvláštní roboty zvané "Waste Allocation Load Lifter Earth-class" čili WALL-E. Jejich hlavním úkolem je očistit planetu, zatímco lidé odpočívají na luxusních vesmírných lodích B´n´L, z nichž jedna nese jméno Axiom. Toto čištění mělo původně trvat pouhých 5 let, ale od odchodu lidí nyní uplynulo už plných 700 roků a Země je stále v dezolátním stavu.

Jediným živoucím druhem jsou švábi a z robotů již funguje jediný poslední WALL-E. Po celých 700 letech se dennodenně věnoval svým povinnostem a shromažďoval a uklízel odpadky. Až jednou se stalo něco zvláštního. Na Zemi přistála kosmická loď, z níž vystoupila Extra-terrestrial Vegetatin Evaluator čili EVA. Je to stroj uhlazený a skvěle provedený, zcela jiný než WALL-E, jenž se do ní na první pohled bláznivě zamiluje. Hlavním úkolem EVY je najít důkaz, že na Zemi může existovat život. To znamená, že musí najít nějakou rostlinu - jakmile se jí to povede, odletí pryč. Na robota WALL-Eho tak čeká největší životní úkol - překonat svůj program a jít za hlasem svého srdce.