Även om ratificeringen i de nationella parlamenten kommer att behövas innan den tillämpas fullt ut, skulle ett godkännande av avtalet vara ett viktigt symboliskt ögonblick.
Den kanadensiske premiärministern Justin Trudeau ska tala med parlamentsledamöterna på torsdag, dagen efter ratificeringsomröstningen.
Talet kommer att vara det första som en kanadensisk statsminister håller vid ett fullständigt sammanträde i parlamentet.
Den nye österrikiske presidenten Alexander Van der Bellen kommer också att hålla sitt första tal till parlamentsledamöterna på tisdag.
Dessutom kommer ledamöterna att rösta om ny lagstiftning om gränskontroller och terroristbrott.
De kommer också att rösta om ett förslag som anger deras ståndpunkt om vart EU bör gå efter Brexit.
Här är de viktigaste händelserna som kommer upp i veckan framöver...
Sammanträdet inleds på eftermiddagen med en debatt om sätt att främja en ökad användning av naturliga bekämpningsmedel i det europeiska jordbruket.
I ett förslag på onsdag kommer ledamöterna sannolikt att kräva att EU:s nuvarande regler för godkännande av sådana bekämpningsmedel ska förenklas.
Dagens huvuddebatt handlar om förslag för att förbättra EU:s system för handel med utsläppsrätter, ett system som syftar till att minska koldioxidutsläppen.
Systemet fungerar genom att stora kraftverk köper "ersättningar" som ger dem tillstånd att släppa ut växthusgaser, inom en allmänt överenskommen gräns.
Kritikerna i systemet säger att det är ineffektivt eftersom priset på tillstånd är för lågt och det totala taket har blivit alltför generöst på grund av lägre ekonomisk aktivitet.
EU-kommissionen har föreslagit att man ska öka hastigheten när utsläppstillstånd dras tillbaka från marknaden under de nio år som löper fram till 2030.
Ledamöterna kommer att ta ställning till ändringarna på onsdag, även om den nödvändiga överenskommelsen från EU:s regeringar om vart de ska ta vägen ännu inte har hittats.
I kväll kommer de att diskutera icke-bindande rapporter på ett antal områden, bland annat ett om EU:s konkurrenspolitik.
De kommer också att diskutera ett utkast till förslag som uppmanar visselblåsare att få ett bättre skydd i EU-lagstiftningen.
Dagen inleds med en debatt om tre separata förslag om framtiden för EU:s fördrag och befogenheter.
Dessa icke-bindande betänkanden kommer att ange parlamentets ståndpunkt om blockets framtid inför nästa månads händelser för att markera Romfördragets 60-årsjubileum.
Den mest anmärkningsvärda är den som utarbetats av församlingens Brexit-observatör Guy Verhofstadt, som efterlyser en "omfattande" översyn av EU:s nuvarande fördrag.
Bland de många rekommendationer som godkändes under utskottsskedet var en uppmaning till Europeiska bankmyndigheten och Europeiska läkemedelsmyndigheten - båda för närvarande i London - att flytta ut ur Storbritannien efter Brexit.
De tre förslagen - tillsammans med ändringsförslagen - kommer att gå till omröstning på torsdag.
Vid lunchtid kommer parlamentsledamöterna att besluta om de ska stödja ett avtal om att låta Europol ingå datadelningsbefogenheter med Danmark efter det att det har lämnat organet.
Danmark kommer att lämna EU:s polissamarbetsorgan i maj när landet ska få en rad nya befogenheter.
Fortsatt medlemskap skulle ha krävt att Danmark skulle upphöra med undantag från vissa EU-bestämmelser - något som de danska väljarna förkastade i en folkomröstning 2015.
Ett nytt avtal skulle möjliggöra ett visst informationsutbyte och ge observatörsstatus i organisationen.
Parlamentsledamöterna har inte befogenhet att blockera ett avtal, utan måste avge sitt yttrande innan det kan genomföras.
Under eftermiddagen kommer de att diskutera det fortsatta grälet om IMF:s deltagande i det senaste skedet av Greklands EU:s räddningsaktion.
Ministrarna i euroområdet är pressade att bryta dödläget nästa vecka, sista gången de kommer att träffas före kommande val i Nederländerna.
Ledamöterna kommer också att diskutera den senaste tidens ökning av våldet i östra Ukraina och den senaste tidens antagande av en israelisk lag som legaliserar nästan 4.000 bosättare.
Förutom att utvärdera Albaniens och Bosnien-Hercegovinas strävan efter EU-medlemskap kommer de på kvällen också att diskutera förslag om att ändra den process genom vilken EU övervakar medlemsstaternas budgetar och utgifter.
Hela förmiddagssammanträdet kommer att tas upp genom debatt om Ceta, handelsavtalet mellan EU och Kanada som står inför en ratificeringsomröstning strax efter kl. 11.00 GMT.
Ratificeringen skulle göra det möjligt för avtalet att träda i kraft provisoriskt från och med nästa månad.
De delar av avtalet som omfattar investeringsskydd och finansiella tjänster kommer att träda i kraft när avtalet har ratificerats av de nationella parlamenten.
Avtalet syftar till att avskaffa 98 % av tullarna på varor som handlas mellan Kanada och EU, vilket gör det till EU:s hittills mest omfattande handelsavtal.
Avtalet innehåller också bestämmelser som ger företagen större tillgång till offentlig upphandling och klausuler om hållbar utveckling.
Gröna, vänster- och EU-skeptiska parlamentsledamöter har lovat att rösta emot, även om det gick ganska bra i den ledande internationella handelskommittén.
Se upp för den socialdemokratiska gruppen i mitten och demokraterna, vars parlamentsledamöter kan komma att dela på sig i frågan.
Efter omröstningen vid lunchtid kommer eftermiddagen att börja med en debatt om förslag om att utöka förteckningen över terrorrelaterade brott som olagliggjorts i EU-lagstiftningen.
Ny lagstiftning kommer att göra resor för terroristsyften, terroristutbildning och finansiering av terroristverksamhet olaglig enligt EU-lagstiftningen.
En kompromiss om förändringarna har nåtts med de nationella ministrarna och kommer att gå till slutomröstning på torsdag.
EU-länderna kommer att ha 18 månader på sig att införliva förändringarna i den inhemska lagstiftningen - Storbritannien, Irland och Danmark kommer inte att behöva tillämpa dem.
Därefter kommer de att diskutera förslag om att öka kontrollerna vid den yttre gränsen till det passfria Schengenområdet.
Enligt den nya lagen ska resenärer kontrolleras mot Interpols databas över stulna och försvunna resehandlingar (SLTD) och Schengens informationssystem.
De nya kraven kommer också att gå till omröstning på torsdag.
På kvällen kommer ledamöterna att diskutera ett betänkande från utskottet för rättsliga frågor som efterlyser ny EU-lagstiftning på robotområdet.
Utskottets förslag är inte bindande för EU-kommissionen, som skulle behöva föreslå nya lagar på detta område.
I utkastet till betänkande föreslås bland annat att man inrättar en ny EU-byrå för att registrera avancerade robotar och ge råd till nationella tillsynsmyndigheter.
Efter en debatt om EU:s strategi 2015 för den civila luftfartssektorn kommer ledamöterna att diskutera sina vanliga tre förslag om människorättsmål.
Månadens val gäller Nicaragua, avrättningar i Kuwait och Bahrain och aktivister i Guatemala.
Efter den förväntade ratificeringen av Ceta-avtalet dagen innan ska Kanadas premiärminister Justin Trudeau tala från 10.00 GMT.
Därefter kommer man att rösta om betänkandena om robotteknik och EU:s framtida inriktning samt om lagstiftningen om gränskontroller och terrorbrott.
Under eftermiddagens enda korta debatt kommer ledamöterna att diskutera kommissionens nyligen ingångna överenskommelse med Tyskland om de planerade vägtullarna.
År 2015 godkände det tyska parlamentet en lag som gjorde det möjligt för tyskregistrerade bilar att få ett avdrag på avgiften på sin årliga bilskatt.
Parlamentets ledamöter har lagt fram en muntlig fråga om huruvida EU:s verkställande organ gjorde rätt i att skjuta upp sitt mål mot diskriminering med tanke på omfattningen av de ändringar av planen som man enats om med Berlin.
Observera att denna dagordning kan komma att ändras vid plenarsessionens öppnande på måndag eftermiddag.
En guide till hur Europaparlamentets plenarsammanträden kan hittas här.
Efter sju års samtal kommer ledamöterna slutligen att besluta om de ska ratificera EU:s handelsavtal med Kanada under sitt plenarsammanträde i Strasbourg den här veckan.