Trong thời gian tới, Trái Đất có nguy cơ bị ngập chìm trong rác thải. Để giải quyết chuyện này, con người đành phải rời bỏ hành tinh của mình và cái định nghĩa “rác thải” được giao phó cho hàng triệu chú robot tí hon, với nhiệm vụ dọn dẹp sạch sẽ cho đến khi Trái Đất lại có thể ở được. Nhưng rồi kế hoạch ấy đã thất bại, chỉ còn lại một chú robot nhỏ nhoi vẫn kiên trì tiếp tục làm việc, ấy là WALL-E. Sau 700 năm loay hoay dọn rác trên hành tinh này, bằng cách nén rác thành những khối lập phương, WALL-E phát hiện ra một lỗi nho nhỏ trong hệ thống: nó bắt đầu phát triển những tính cách giống con người…