В 2100-х годах человечество покинуло Землю на огромном корабле «Аксиома», так как на планете стало невозможно жить из-за ее сильной загрязненности. На борьбу с мусором были брошены роботы ВАЛЛ-И, из которых через 700 лет после отлета людей остался только один. Симпатичный и милый робот все также работает, прессуя мусор, дружит с тараканом, собирает интересный для него хлам и бережно хранит единственный на всей планете росток дерева в старом башмаке. Именно этот росток меняет жизнь и самого ВАЛЛ-И, и жизнь все еще курсирующих в космосе людей.