影片故事发生在2700年，由于人类无度的破坏环境，地球此时已经成为漂浮在太空中的一个大垃圾球，人类不得已移居到太空船上，并且聘请Buynlarge公司清除地球上的垃圾，等待着有一天垃圾清理完重新回到地球上。

于是Buynlarge公司向地球运送了大量机器人来捡垃圾，但是这种机器人并不适合地球的环境，渐渐的都坏掉了，最后只剩下一个机器人还在日复一日的按照预定程序捡垃圾。显然这是个不可能完成的任务。就这么过了几百年，机器人收集了不少人造的物品，其中最让它喜欢的是一盒录像带——芭芭拉·史翠珊主演的歌舞片《你好，多莉！》（Hello, Dolly !）！

随着时间的流逝，这个孤独的机器人开始有了自我意识，它渴望有人来陪陪它。有一天一艘飞船差点落在它头顶，一个漂亮的女机器人Eve来到地球负责搜索一些东西，捡垃圾的机器人“爱”上了Eve，但是它面临着抉择，是随着Eve和飞船离开地球，还是继续按照预设的指令把垃圾捡下去。当然它最后选择和Eve一起离开，飞向太空，不过好戏才刚刚开始……

影片片名“WALL-E”是一个缩写，全称为“Waste Allocation Load Lifters - Earth”，就是Buynlarge公司派往地球捡垃圾的那些机器人的官方称呼。另外这部影片中还会出现真人演员佛莱德·威拉德（Fred Willard），他将扮演Buynlarge公司总裁，在动画片中出现真人，这在皮克斯也是首次。