La película muestra un planeta Tierra contaminado y cubierto de basura, donde trabaja el robot Wall-E limpiando el desastre. Wall-E desarrolla una rutina de trabajo y aficiones propias recolectando objetos. Los humanos viven en la nave Axioma debido a la inhabilidad de regresar a la Tierra. Wall-E conoce a Eva, un robot explorador, y le muestra una planta que encuentra, despertando el interés de Eva por la posibilidad de vida en la Tierra.