Rô-bốt biết yêu
Cốt truyện

Đầu thế kỷ 22, tập đoàn Buy n Large, viết tắt là BnL, nắm giữ toàn bộ các hoạt động kinh tế trên thế giới, biến con người lệ thuộc và tuân theo chủ nghĩa hàng hoá, dẫn đến hậu quả là Trái Đất phủ đầy rác thải không thể tái chế. Để sửa chữa sai lầm, tập đoàn này vạch ra một kế hoạch sống 5 năm trên một phi thuyền hạng sang tên Axiom cho toàn thể nhân loại, trong khi những con rôbốt tên WALL·E miệt mài thu dọn Trái Đất.
Thời gian trôi qua, 700 năm sau ngày rời bỏ Trái Đất, các rôbốt đều đã ngừng hoạt động từ khi kế hoạch phá sản do hành tinh đã trở nên quá khó để sống lại, chỉ còn lại một WALL·E vẫn làm việc không biết gì. Ngoài nhiệm vụ nén rác, ngày ngày chú chỉ biết thu lượm những thứ linh tinh. Chợt một hôm chú phát hiện được một mầm cây đang lớn lên trong một cái tủ lạnh hỏng, chứng tỏ rằng sự sống trên Trái Đất đang hồi sinh. Cậu cất giữ cái cây vào một cái ủng cũ. Sau đó không lâu, tàu mẹ Axiom cử một rôbốt hiện đại tên là EVE trở về Trái Đất thăm dò sự sống. WALL·E đã phải lòng EVE từ cái nhìn đầu tiên nhưng EVE luôn tỏ ra vô cảm và đôi khi nổ súng vào thứ cô không hiểu. EVE từ từ bị mê hoặc bởi tính cách hồn nhiên, thói lượm vặt của chú rôbốt kia và yêu WALL·E lúc nào không hay. Một hôm, WALL·E đưa cho EVE xem cái cây và bất ngờ, EVE thu hồi cái cây vào cơ thể và bất động. WALL·E rất lo lắng và làm mọi cách để phục hổi EVE. Sau đó, WALL·E bám theo con tàu chở EVE lên Axiom.
Sau nhiều thế kỉ, con người trở nên béo phì và phải ở trên ghế bay vì không lao động, sống lâu trong môi trường vi trọng lực và tất cả các hoạt động do máy tính quyết định. Ngay cả thuyền trưởng đương nhiệm là B. McCrea cũng để việc quản lý tàu cho bánh lái rôbốt AUTO. Ông bất ngờ khi hay tin EVE đã tìm thấy và mang về cây non, rồi biết được rằng việc đặt cái cây vào máy quét thực vật sẽ kích hoạt hành trình tự động để đưa loài người về Trái Đất. Nhưng khi kiểm tra khoang chứa của EVE thì không thấy cái cây đâu. EVE nghĩ rằng WALL·E đã làm mất nó.
EVE bị cho là trục trặc và bị đưa đến phòng Sửa chữa. Lầm tưởng quy trình chẩn đoán là tra tấn, WALL·E ngăn cản, nhưng vô tình giải thoát các rôbốt lỗi và khiến cả hai bị coi là rôbốt gây rối. Tức giận, EVE định đưa WALL·E về Trái Đất bằng tàu thoát hiểm, nhưng họ chợt thấy rôbốt GO-4 đưa cái cây bị lấy cắp vào chiếc tàu rồi bật chế độ tự hủy. WALL·E vội vào để cứu cái cây, nhưng cả hai đều bị phóng vào không gian. EVE dùng khoang thoát hiểm để đuổi theo WALL·E và chứng kiến chiếc tàu phát nổ. May thay, WALL·E sống sót với cái cây trong khoang chứa. EVE hôn cậu và họ cùng nhảy một vũ điệu quanh tàu Axiom.
EVE mang cái cây về cho McCrea. Xem xét cái cây và bản ghi của EVE cho thấy hiện trạng tồi tệ của Trái Đất, vị thuyền trưởng quyết định quay về nhà. Nhưng AUTO phản đối bằng chỉ thị mật A-113 mà hắn tuân theo, được ban hành vào năm 2110. Khi ấy, với việc Chiến dịch Dọn Dẹp không đạt tiến độ nào sau thời hạn 5 năm, BnL cho rằng Trái Đất không thể cứu vãn và quyết định giao toàn quyền điều khiển tàu Axiom cho AUTO. Khi McCrea chỉ ra rằng chỉ thị ấy giờ đã sai và tình cờ phát hiện chuyện AUTO đã từng bước thao túng các đời thuyền trưởng, AUTO và GO-4 lộ mặt nổi loạn. Chúng giật điện gây đoản mạch WALL·E và đưa EVE vào trạng thái chờ, rồi ném cả hai vào cửa xả rác và nhốt McCrea trong phòng của mình. Trước khi WALL·E và EVE bị đẩy ra ngoài không gian cùng với rác thải thì họ được cứu bởi M-O, rôbốt lau chùi đã đi theo vết bẩn của WALL·E khắp tàu. McCrea và AUTO đánh nhau để giành quyền kiểm soát con tàu, nhưng AUTO chiếm ưu thế vì bản thân là bánh lái của tàu. WALL·E bị nghiền nát bởi cửa máy quét thực vật khi cố lấy thân mình giữ nó mở. Điều này tạo động lực khiến McCrea cố đứng dậy và tiếp tục chiến đấu. Lần này, McCrea tìm thấy công tắc của AUTO và tắt hắn. Cái cây được con người và rôbốt chuyền tay nhau đưa vào trong máy, khởi động bước nhảy siêu tốc.
Trở về Trái Đất, EVE cố gắng sửa chữa và sạc cho WALL·E, nhưng cậu mất trí nhớ. EVE buồn bã hôn từ biệt WALL·E, khiến cậu lấy lại ký ức và nhân cách. Trong phần giới thiệu cuối phim, con người và rôbốt cùng nhau đưa Trái Đất bị tàn phá trở lại thành thiên đường, còn cái cây lớn lên thành đại thụ nơi WALL·E và EVE đứng cạnh nhau.