Lightning McQueen, un exitoso coche de carrera hecho para ganar todas las competiciones, descubre que lo importante en la vida es la jornada y no la línea de llegada, cuando él se encuentra perdido en la ruta 66 cerca de una ciudad casi vacía llamada Radiador Springs. Atravesando el país en dirección al gran Campeonato de la Copa Piston en California, para competir con dos grandes profesionales, McQueen tiene la oportunidad de conocer los personajes que viven en la pequeña ciudad, ellos son Rally, un elegante Porsche 2002, Doc Hudson, un Hudson Hornet de 1951 que tiene un misterioso pasado, y Mater, una grúa oxidada pero muy confiable, que lo ayuda a comprender que hay cosas más importantes en la vida que ganar premios, fama y patrocinios.