主要机器人
WALL·E：地球上的最后一个机器人，用于收集和压缩地球上的垃圾。WALL·E是一款太阳能机器人，双眼之间装有激光切割仪。当出现故障时，他会从其他报废机器人身上获取替换零件。当感知到危险时，他会将头部和四肢收回躯体从而形成一个立方体。700年后，WALL·E遇到了一个无法解决的小麻烦，那就是开始具有自我意识，变得极其好奇并觉得有点孤独，只好与他的宠物蟑螂哈尔相依为伴。WALL·E每天都在勤勤恳恳的处理垃圾，并沿途发掘和收集人类物品。一次他通过音乐，了解到爱情和与情感交流的存在及表达方式。因此，他开始有了自己的梦想,就是找到这种感情互动的对象，并牵到她的手!
外型设计基础：望远镜+方形垃圾箱,害怕时可缩进四肢变为方块.
外型特征：脏脏的,混身是泥;土土的,没见过世面;功能单一,构造落后和繁琐,外型设计粗糙,代表老式机器人特色,只有一双大眼睛,帮助他传情达意.
个性特征：纯真、善良、执着、胆小.
语言能力：很差,只会念自己名字和模仿。
功能：每天定时起床到太阳下充电,然后开工,到垃圾场把垃圾放进肚子里,一使劲,压成方块"吐"出来,再把这些方块都摞在一起.晚上按时下班回家(一个集装厢)。
爱好：每天上工时带一个"小背包",专门收集自己觉得有趣的垃圾,并把它们都带回家分类放好.
宠物：一只估计是地球上最后一只蟑螂,生活在WALL-E为他准备的奶油面包里,喜欢跟着主人,很听话。
毕生理想：牵手
EVE：光滑而精巧的会飞行的探测机器人，她的任务是勘测地球上的植物，以确定是否适合人类生存。她的右臂上装有扫描仪和可收回式电离枪，后者可以让她应对一些小麻烦。EVE一直无暇他顾专心工作，直到有一天，她邂逅了WALL·E，两个机器人在朝夕相处间萌生了情感。
外型设计基础：鸡蛋
外型特征：白色,光滑,流线形,一体化设计,可以飞行,攻守兼备,最先进的探测机器人.EVE表达感情主要通过一双电子眼睛,嘲笑WALL-E的时候眼睛会变成向下弯的月牙状,哭的时候月牙则倒过来向上弯,无奈的时候变成直线型.喜欢捂嘴笑,具有外刚内柔的女性气质.
个性特征：机警、敏捷、胆大、做事干净利落.
功能：到地球上探测植物存在与否,一旦找到植物就会自动将植物收起来后发出信号, 然后转为"休克"状态等待救援飞船来接
语言能力：比Wall-E强点,发音准确.
AXIOM：供人类逃离地球后在太空居住的飞船，是完全由电脑控制的超级现代化生存空间。为飞船电脑配音的是西格妮·韦弗。
M－O：微生物清洁工，负责清理登上AXIOM飞船的外来污染物，当WALL·E登上飞船时，M－O如临大敌，因为WALL·E是他见过的最肮脏的机器人。为了清除掉WALL·E身上的垃圾残留物，M－O紧追不舍，一场猫鼠游戏也随即上演。
船长：飞船上的唯一指挥官，每天都在按部就班的例行公事，反复检查飞船状态。和WALL·E一样，他也希望摆脱这一成不变的乏味生活。得知探测机器人的新发现之后，他内心中作为船长的勇气终于被唤醒，随即带领人类踏上了新征程。值得一提的是，船长的卡通形象与其配音演员杰夫·格尔林如出一辙。
AUTO：AXIOM飞船的自动飞行仪，已经驾驶飞船在太空中飞行了700年。AUTO向来是谨慎小心的机器人，冷静、机械并看上去效忠船长。AUTO的程序中存在一些隐秘指令，所有船员都一无所知，它为执行这些指令会不惜任何代价。
REJECT BOTS：原本是一群在飞船上为人类服务的机器人，虽然几百年后的科技已经相当先进，但故障依然在所难免，于是问题机器人会被印上红色标记送进厂房维修。WALL·E和他们成了朋友，其中包括无法为顾客美容的美容机器人PR－T、误吐脏物的清洁机器人VAQ－M和不能正常开合的雨伞机器人BRL－A等。他们同WALL·E一起改变了飞船的命运。
