公元2700年，地球早已被人类祸害成了一个庞大的垃圾场，已经到了不行居住的地步，人类只有大举转移到其它星球，然后委托一家机器人垃圾处理公司善后，直到地球的环境系统再次达到生态平衡。在人类离开今后，垃圾清理公司将机器人瓦力批量地输送到地球，并给他们安装了唯一的指令——垃圾分装，然而伴随时间的推进，机器人一个接一个地损坏，最终只剩下唯一的一个，继续在这个仿佛已经被遗忘了的角落里，谨小慎微地在垃圾堆中忙碌着，转眼就过去数百年的时间，寂寞与孤独变成了围绕着他的永恒的主题。
然而，一艘莫名而至的宇宙飞船突破了这里的宁静，它还带来了专职搜寻使命的机器人伊娃，当瓦力经历了数百年的孤独，总算见到了另一个机器人时，他感觉自己仿佛爱上她了，伊娃在历经了不竭搜寻和精确的计算过后，找到地球开始复苏的证据：一株绿色植物，她根据宇宙飞船将自己的发现报告给人类，收到了将绿色植物带离地球的指令——人类正想方设法重回地球，所以他们不会放弃一切可能的机遇。因此瓦力追随着伊娃，展开了一次穿越整个银河系、最使人激动、也是最具有想象力的奇幻旅程。
