Die Erde in einer vielleicht gar nicht mehr so fernen Zukunft: Der Planet ist verwüstet, vermüllt und unbewohnt. Die Menschheit hat sich in Luxusraumschiffe ins Weltall verabschiedet.
Zuvor bereits hatten sich die Menschen für niedere Arbeiten Robotern bedient, so auch zur Müllabfuhr. Als die Menschen die Erde verließen, schalteten sie alle Roboter ab - bis auf einen: WALL-E (deutsche Stimme: Timmo Niesner), der wurde schlichtweg vergessen.
Und also hat WALL-E brav weiter den Müll beiseite geschafft. Auf Kettenrädern und mit seinen Greifarmen sammelte, sortierte und stapelte er den Müll in kleinen Würfeln zu riesigen Wolkenkratzern - 700 Jahre lang. Einzig sein Haustier - die pfiffige Kakerlake Hal
- leistete ihm dabei treu Gesellschaft.
Während der Jahrhunderte hat sich bei WALL-E eine Fehlfunktion in seine Schaltkreise eingeschlichen, in deren Folge er so etwas wie Gefühle und Emotionnen entwickelt hat - etwas, das seine Programmierer ihm eigentlich gar nicht beigebracht hatten.
Eines Tages geschieht etwas völlig ungewöhnliches in WALL-Es Welt: Ein Raumschiff landet, und die Roboterdame EVE (Luise Helm) entschwebt ihm. WALL-E ist sofort ganz hin und weg von ihr, doch zunächst dauert es eine ganze Weile, bis die beiden sich näherkommen.
EVE ist auf der Erde, um nach einen bestimmten Gegenstand zu suchen, der der Erde und der ganzen Menschheit ein Überleben sichern soll, und wer, wenn nicht WALL-E, wäre der ideale Partner, um danach zu suchen.
Wonach EVE fahndet, und was WALL-E tatsächlich aus all den Müllbergen aufgehoben hat, ist ein kleines, zartes Pflänzchen, das der Roboter in einem alten Stiefel sicher verwahrt hat.
EVE schnappt sich das Pflänzchen und macht sich damit aus dem Staub, und WALL-E - mittlerweile ganz und gar verliebt - folgt ihr in ein aufregendes Abenteuer ins Weltall...