公元2805年，地球因污染被人類遺棄，只留下WALL·E（本·貝爾特 配音）——最后一個垃圾處理機(jī)器人。在漫長的歲月里，它發(fā)展出自我意識，收集人類遺物，觀看老電影，與蟑螂為伴。一天，探測機(jī)器人伊芙艾麗莎·奈特 配音）降臨地球，尋找植物生命跡象。孤獨(dú)的WALL·E對她一見傾心，并意外將一株綠植送給了她。伊芙隨即進(jìn)入休眠狀態(tài)，被飛船召回。WALL·E追隨她來到人類居住的太空船“真理號”，發(fā)現(xiàn)人類已因過度依賴科技變得肥胖遲鈍。船長在WALL·E和伊芙的幫助下，決心帶領(lǐng)人類重返地球。然而，飛船的自動駕駛Auto（西格妮·韋弗 配音）試圖阻止他們。最終，WALL·E和伊芙成功帶回植物，人類踏上歸鄉(xiāng)之旅，而兩個機(jī)器人的愛情也在星際冒險中修成正果。