In der fernen Zukunft haben die Menschen die Erde längst verlassen und leben in einem überdimensionalen Raumschiff, während Roboter die Unmengen Müll, die sie auf der Erde hinterlassen haben, für sie aufräumen. Doch WALL·E ist mittlerweile der einzige noch funktionsfähige Roboter auf dem Planeten und hat ein eigenes Bewusstsein entwickelt. Jeden Abend sieht er sich auf seinem iPod den Klassiker "Hello, Dolly" an, von dem er gelernt hat, dass sich jeder verlieben kann. Als plötzlich ein hübscher Roboter namens EVE auf der Erde auftaucht, hat auch er seine Angebetete gefunden. Doch EVE ist ganz auf ihre Mission konzentriert: Sie soll herausfinden, ob es auf der verschmutzten Erde wieder Leben gibt. Als sie tatsächlich in WALL·E Sammlung eine Pflanze entdeckt, wird EVE prompt zurück ins Weltall beordert. WALL·E hört auf sein Roboterherz und folgt ihr...