Lightning McQueen, en hetsig nybörjarracingbil som körs för att lyckas, upptäcker att livet handlar om resan, inte mållinjen, när han oväntat hamnar på en omväg i den sömniga Route 66-staden Radiator Springs. På väg över landet till det stora Piston Cup-mästerskapet i Kalifornien för att tävla mot två erfarna proffs, lär McQueen känna stadens offbeat karaktärer.