Nachdem die gesamte Menschheit ihren völlig verschmutzten Heimatplaneten in die Weiten des Weltalls verlassen hat, bleibt das Aufräumen der Erde den Robotern überlassen.
700 Jahre später ist nur noch der kleine Roboter Wall E übrig und macht unermüdlich genau das, wofür er hergestellt wurde: Müll sortieren und zu kleinen Würfeln pressen. Doch nach all den Jahren alleine auf dieser Welt hat der liebenswerte Kerl einen winzigen Defekt entwickelt: eine Persönlichkeit. Fortan leidet er zunehmend unter seiner Einsamkeit.
Als eines Tages die coole Roboterdame EVE auf der Erde landet, wird Wall E's Leben gründlich auf den Kopf gestellt. Bald liegen die Zukunft der Erde und das Schicksal der Menschen in seinen Metallhänden...