Rayo McQueen es un coche de carreras novato decidido a triunfar en las pistas. El azar le lleva a Radiator Springs, una tranquila ciudad en la Autopista 66 donde descubrirá que la vida es un viaje y que no todo consiste en llegar primero a la línea de meta. Atravesando el país en dirección al gran Campeonato de la Copa Piston en California, McQueen conoce a los originales personajes que habitan en la ciudad -incluida Sally (un llamativo Porsche de 2002), Doc Hudson (un Hudson Hornet de 1951 con un misterioso pasado), y Mate (una leal grúa oxidada). Todos ellos le ayudarán a comprender que hay cosas más importantes que conseguir premios, fama y patrocinios.