텅 빈 지구에 홀로 남아 수백 년이란 시간을 외롭게 일만 하며 보내던 월-E (WALL-E: Waste Allocation Load Lifter Earth-Class, 지구 폐기물 수거-처리용 로봇). 그런 그가 매력적인 탐사 로봇 '이브'와 마주친 순간, 잡동사니 수집만이 낙이던 인생에도 소중한 목표가 생긴다. 이브는 지구의 미래를 결정할 열쇠가 우연히 월-E의 손에 들어간 사실을 알게 되고, 고향 별로 돌아갈 날만 애타게 기다리는 인간들에게 이를 보고하기 위해 서둘러 우주로 향한다. 과연 월-E는 오랜 시간 동안 기다려온 자신의 사랑과 지구의 미래를 구해낼 수 있을까? 인간 보다 더한 감수성을 지닌 채 살아가는 지구에 마지막 남은 휴먼 로봇 월-E