WALL-E, un sympathique petit robot conçu pour assurer la gestion des déchets, est le dernier habitant de la Terre, l’humanité s'étant réfugiée à bord de vaisseaux spatiaux après avoir rendu la planète invivable. Un jour, sa routine quotidienne bien huilée est bouleversée par l’arrivée d’EVE, robot d'une nouvelle génération ultra-technologique, en mission pour détecter une quelconque trace de vie sur Terre.