公元2805年，人類文明高度發展，卻因污染和生活垃圾大量增加使得地球不再適于人類居住。地球人被迫乘坐飛船離開故鄉，進行一次漫長無邊的宇宙之旅。臨行前他們委托Buynlarge的公司對地球垃圾進行清理，該公司開發了名為WALL·E（WasteAllocationLoadLifters–Earth地球廢品分裝員）的機器人擔當此重任。這些機器人按照程序日復一日、年復一年辛勤工作，但隨著時間的流逝和惡劣環境的侵蝕，WALL·E們接連損壞、停止運動。最后只有一個仍在進行這項似乎永無止境的工作。經歷了漫長的歲月，它開始擁有了自己的意識。它喜歡將收集來的寶貝小心翼翼藏起，喜歡收工后看看幾百年前的歌舞片，此外還有一只蟑螂朋友作伴。直到有一天，一艘來自宇宙的飛船打破了它一成不變的生活……