Trong tương lai xa, trái đất trở thành một bãi rác khổng lồ, phủ kín bởi rác thải do con người thải bỏ. Loài người buộc phải rời bỏ hành tinh để tìm nơi sinh sống mới, để lại cho hàng triệu con rô-bốt nhỏ bé, được thiết kế để thu gom và xử lý rác thải. Mục tiêu: rời rác thải, làm sạch trái đất, và một ngày nào đó, con người có thể trở lại. Tuy nhiên, chương trình dọn dẹp thảm họa này bất thành, chỉ có một con rô-bốt nhỏ bé, WALL-E, vẫn kiên trì thực hiện nhiệm vụ của mình. 700 năm rong ruổi trên một hành tinh đầy rác, hàng ngày nén những khối rác thải thành những khối lập phương, WALL-E bắt đầu có một sự thay đổi kì lạ: con rô-bốt duy nhất trên trái đất này bỗng phát triển những nét tính cách đặc trưng của con người.

Đây cũng là lúc một con rô-bốt khác, EVE, hạ cánh xuống trái đất. EVE có nhiệm vụ tìm kiếm dấu hiệu của sự sống còn trên bề mặt hành tinh. Khi EVE phát hiện ra một cây non mọc lên từ giữa đống rác thải, WALL-E bị thu hút và phát triển tình cảm dành cho cô. EVE mang theo WALL-E lên con tàu vũ trụ, mang theo hy vọng phục hồi trái đất, và cùng nhau khơi mở một hành trình đầy bất ngờ, khám phá tình yêu, niềm tin và ý nghĩa của cuộc sống. Từ đó, “WALL-E – Cuộc phiêu lưu của ro-bốt nhỏ bé” bắt đầu với nhịp điệu hài hước, nhẹ nhàng nhưng mang đến thông điệp sâu sắc về trách nhiệm của con người đối với môi trường, về tình yêu, về giá trị của cuộc sống và hy vọng cho tương lai.