公元 2700 年，人类文明高度发展，却因污染和生活垃圾大量增加使得地球不再适于人类居住。地球人被迫乘坐飞船离开故乡，进行一次漫长无边的宇宙之旅。临行前他们委托 Buynlarge 的公司对地球垃圾进行清理，该公司开发了名为 WALL·E（地球废品分装员的缩写）的机器人担当此重任。 这些机器人按照程序日复一日、年复一年辛勤工作，但随着时间的流逝和恶劣环境的侵蚀，WALL·E 们接连损坏、停止运动。最后只有一个仍在进行这项似乎永无止境的工作。经历了漫长的岁月，它开始拥有了自己的意识。它喜欢将收集来的宝贝小心翼翼藏起，喜欢收工后看看几百年前的歌舞片，此外还有一只蟑螂朋友作伴。直到有一天，一艘来自宇宙的飞船打破了它一成不变的生活…

在名为斯沃罗夫的小岛上，生活着一个名叫弗林德·洛克伍德（比尔·哈德 Bill Hader 配音）青年，他从小就想法多多，热衷各种各样的科学发明，比如不用鞋带的鞋子、能够自动行走的电视、飞行汽车、猴子语言翻译器等。想法虽好，但通常都以失败和灾难告终。母亲生前对他的鼓励令弗林德从不灰心，他屡挫屡勇，在科学发明的天地里自得其乐。不过，老爸再也无法忍受儿子无休止的折腾，他要求弗林德在自家的店里帮忙。与此同时，为了解决当地食物匮乏的问题，弗林德偷偷进行着超级食物机的研究。在最新的尝试中，弗林德毁掉了刚刚揭幕的沙丁鱼乐园，不过他的实验也取得成效。众目睽睽之下，天空下起了令人难以置信的汉堡包雨！一切都变得有趣起来……