公元 2700 年，人类文明高度发达，却因环境污染与垃圾泛滥，地球不再宜居。人类乘坐飞船开启宇宙漂泊之旅，委托 Buynlarge 公司清理地球垃圾，该公司派出名为 WALL·E（地球废品分装员）的机器人执行任务。时光流转，恶劣环境致使大批 WALL·E 损坏，仅存一个仍坚守岗位。漫长岁月赋予它意识，它收集宝贝、爱看老歌舞片，还有蟑螂相伴。直至一艘宇宙飞船降临，带来先进的植物探测机器人伊娃，打破了它平静且一成不变的生活，也由此拉开一场冒险的序幕。

公元2700年，地球早就被人类祸害成了一个巨大的垃圾场，已经到了无法居住的地步，人类只能大举迁移到别的星球，然后委托一家机器人垃圾清理公司善后，直至地球的环境系统重新达到生态平衡。