Au XXIIe siècle, la Terre n'est plus qu'une immense décharge à ciel ouvert. Toute vie a disparu de la surface de la planète. Au milieu de ce dépotoir, Wall-E, un petit robot éboueur fonctionnant encore, poursuit la tâche pour laquelle il a été programmé. Un jour, un vaisseau se pose non loin. Une ravissante "robote" en débarque. Se sentant seul, Wall-E entreprend d'établir le contact avec elle. Mais il ne réalise pas qu'elle a une mission des plus importantes à mener : vérifier que toute forme de vie végétale n'a pas entièrement disparu de la surface du globe. C'est alors que Wall-E lui offre une petite plante récemment trouvée entre les immondices...