Eva (Eve, sigla de Extra-terrestrial Vegetation Evaluator) es una elegante robot de alta tecnología.

Es rápida, vuela y está equipada con una pistola láser. Eva, también llamada Probe One por el capitán de la nave Axioma (la enorme y lujosa nave que alberga a miles de humanos evacuados), es parte de una flota de robots similares enviados a la Tierra en una misión reservada de exploración.

M-O (sigla de Microbe-Obliterator) es un robot programado para limpiar todo lo que es considerado “contaminante exterior” a bordo del Axioma. M-O viaja rápidamente por todo el Axioma sobre su rueda y limpia los objetos sucios que encuentra. Su mayor desafío comienza el día que llega Wall-E a la nave. M-O se obsesiona con el robot más sucio que haya visto jamás. Los intentos de M-O de lavar años de restos de basura en  Wall-E lo llevan a un juego de persecución.

Axioma es la nave espacial que alberga a los humanos. Sigourney Weaver interpreta la voz de la computadora de la nave, quien casualmente hizo su debut en cine en Alien, que fue una de las películas en las que se inspiró Stanton. Y puesto que su personaje en Alien  luchó contra Madre, la computadora de la nave, la elección de Weaver para este papel fue un guiño de los realizadores a la ciencia ficción.

CAPITÁN es el comandante de la nave Axioma. Atrapado en la rutina, al igual que Wall-E, el capitán anhela un corte en el ciclo de su aburrida vida. Su trabajo es controlar y volver a controlar el estado de la nave con Auto, el piloto automático.

AUTO es el piloto automático de la nave Axioma, quien ha piloteado la nave a lo largo de sus 700 años en el espacio. Es un robot cuidadosamente programado con la forma de un timón, sus modos son fríos, mecánicos y es aparentemente obediente al Capitán.

ROBOTS FALLADOS dentro de la nave Axioma hay una gran variedad. Realizan todas las funciones imaginables para atender a los pasajeros de la nave y mantenerlos con todo lujo.

JOHN y MARY son dos humanos que viven en la nave Axioma, donde se han asentado en una vida de cuidados y lujos. La llegada de Wall-E los sacude de la rutina diaria y los lleva a darse cuenta de la existencia el uno del otro y que puede haber más de la vida que flotar por ahí en sus hamacas de alta tecnología.

GO-4 es el Primer Oficial de la nave Axioma. Él conoce el secreto de Piloto Automático. Es una cápsula neumática itinerante con luz y sirena en lugar de cabeza, atento siempre a las fallas.

SHELBY FORTHRIGHT es el agradable y encantador CEO de corporación Buy n Large, entidad mundial que obtuvo el control del universo con sus líneas de robots y los lujosos cruceros espaciales (como la nave Axioma).