Thor, władca pioruna i syn Odyna, mieszka w tajemniczej krainie Asgard. Włada on ogromną siłą i walczy za pomocą Mjollnira, młota wykonanego z tajemniczego metalu. Jednak za aroganckie zachowanie zostaje on wygnany z Asgardu. Miejscem zsyłki Thora jest Ziemia, na której superbohater, pozbawiony swojej szczególnej mocy musi żyć jak zwykły śmiertelnik i już jako dr Donald Blake, ma nauczyć się pokory i posłuszeństwa. Kiedy jednak jeden z najbardziej niebezpiecznych czarnych charakterów wysyła swoje mroczne siły aby zaatakowały Ziemię, Thor ma okazję sprawdzić w działaniu, co oznacza bycie super herosem.
Thor (Chris Hemsworth) jest bardzo sprytnym i walecznym wojownikiem. Wyposażony w młot nie ma sobie równych. Jego ogromną wadą jest jednak arogancja. Pewnego dnia jego ojciec, potężny Odyn (Anthony Hopkins), postanawia dać nauczkę krnąbrnemu synowi i nakazuje mu zamieszkać wśród śmiertelników. Pozbawiony wszystkich swoich boskich atrybutów Thor, jako dr Donald Blake, musi nauczyć się pokory i posłuszeństwa. Na Ziemi odkrywa też, co to znaczy być prawdziwym bohaterem, gdy przychodzi mu uratować świat ludzi przed zagładą.