故事发生在科考船前往Axiom号太空船的途中。在途中，主角瓦力不小心拨动了天王星的光环，导致一块碎石飞向Axiom号并损坏了一根灯柱。Axiom号的电脑随即启动了两个机器人，一个是负责供应备用灯柱的SUPPLY-R，另一个是维修灯柱的机器人BURN-E。

BURN-E接过备用灯柱，准备前去维修受损的灯柱。然而，他的任务并不像表面看起来那么容易。在维修过程中，瓦力和伊娃却无意中阻碍了他，导致连续损坏两根灯柱。SUPPLY-R不得不把最后一个备用灯柱交给BURN-E，希望他能够完成任务。

然而，事情并没有变得更加顺利。在一系列搞笑的场景中，BURN-E试图解决由于瓦力等人的干扰而无法成功维修的问题。最终，他被不慎锁在了太空舱外面，无法再进入Axiom号。

BURN-E的故事不仅充满了欢笑和突发事件，还反映了在宇宙中工作的机器人们所面临的挑战。电影通过BURN-E的角度，展示了这个小机器人如何克服困难，顽强地追求完成任务的决心。最终，他成功激活了备用灯柱，但又遭遇了新的困难，展现出了他的顽强和坚韧。