描述七百年後的地球，人類全都消失不見，只剩一台老舊過氣的小機器人「瓦力」，每天辛勤地清理垃圾。直到有一天，外太空從天而降另一個造型流線亮眼的白色機器人「伊芙」，瓦力終於發現在這世界他不是孤獨的，而且還默默地愛上了她。但隨著伊芙的任務完成，瓦力忍不住尾隨著她飛離地球，才明白原來人類並非滅亡，而是竄逃到外太空裡過著被電腦科技宰制的新生活，等待地球重燃新生命的那天到來。