Wall-E é um robô que foi enviado à Terra para tentar limpar o planeta do lixo tóxico que ameaçou a humanidade e fez o local ser abandonado aos poucos. A solidão fez dele um ser único, quase humano, especialmente por suas expressões tristes e personalidade marcante.
Com os humanos morando em estações especiais, Wall-E continua cumprindo sua missão de limpar o planeta, até que um robô muito mais evoluído, Eve, chega ao planeta em busca de sinais vegetais. Assim, o filme muda de rumo: de uma história individual, se transforma em um romance.