Após centenas de anos sozinho a fazer o que foi programado para fazer, WALL.E. (abreviatura para Waste Allocation Load Lifter Earth-Class) descobre um sentido na sua existência (para além de recolher desperdícios) quando conhece uma atraente robô chamada EVE. EVE apercebe-se que WALL.E tropeçou, sem saber, na resolução para o futuro da Terra, e corre de volta ao espaço para contar as suas descobertas aos humanos (que têm estado ansiosamente a aguardar por notícias que digam que é finalmente seguro voltar para casa). Entretanto, WALL.E persegue EVE pela galáxia numa das mais divertidas e criativas comédias de aventura alguma vez criadas para o grande ecrã. Junto a WALL.E na sua fantástica jornada, por um universo futurista nunca antes imaginado, está um conjunto de personagens hilariantes que inclui uma barata de estimação e uma equipa robôs avariados e inadaptados.