В начале двадцать второго столетия люди настолько сильно испортили и замусорили Землю, что планета стала непригодной для жизни. Они оставили на своей родине сотни роботов ВАЛЛ-И, задачей которых стало очищение всего и вся от гор мусора, которые оставили бывшие хозяева планеты. Сами же люди улетели в космос на огромных кораблях, где была очень низкая гравитация, да так там и остались, считая, что на планете жить больше уже нельзя.Спустя семь сотен лет на покинутой Земле остался всего один робот-уборщик мусора, который постепенно начал обретать собственную личность, и даже завел друга в лице маленького таракана. Последнему ВАЛЛ-И очень грустно и одиноко, но он не унывает и продолжает выполнять свою программу, очищая от мусора планету. Однажды он находит росток самого настоящего растения и начинает о нем заботиться. Тем временем люди решили проведать свой брошенный мир, и отправили туда робота ЕВА, чтобы она поискала на Земле жизнь. Так ВАЛЛ-И встречает свою возлюбленную и неожиданно понимает, что он может изменить судьбу как Земли, так и человечества.