Οι άνθρωποι έχουν προ πολλού εγκαταλείψει τη μολυσμένη Γη κι έχουν αφήσει πίσω τον Γουόλ-Υ, ένα μοναχικό ρομπότ που επί 700 χρόνια μαζεύει σκουπίδια. Όταν στέλνουν την Ιβ, ένα υπερεξελιγμένο ρομπότ, για να διαπιστώσει αν ο πλανήτης είναι κατοικήσιμος, ο Γουόλ-Υ την ερωτεύεται και την ακολουθεί στο ταξίδι της επιστροφής.