Человечество, сделав Землю непригодной для жизни окончательно, давным-давно улетело в космос. Маленький робот ВАЛЛ-И, или Вселенский Аннигилятор Ландшафтный Легкий — Интеллектуальный, столетиями трудится в гордом одиночестве на обезлюдевшей планете, очищая ее от мусора. Его единственное развлечение — с любовью собранная коллекция пластмассовых безделушек, кубик Рубика, ручной таракан и кассета с фильмом «Хэлло, Долли!». Влюбившись в робота ЕВУ, посланную людьми на поиски пригодной для жизни планеты, ВАЛЛ-И проникает на разведывательный звездолет и отправляется навстречу новым приключениям в большое космическое путешествие.