În anul 965 d.Hr., puternicii Frost Giants au amenințat Pământul și l-au împins către o nouă eră glaciară devastatoare. Omul a luptat cu curaj împotriva amenințării și, cu ajutorul asgardienilor — conduși de marele lor rege Odin (Anthony Hopkins) — au învins Frost Giants și au restabilit pacea în univers. Cu sursa de putere a Frost Giants păzită în siguranță adânc în Asgard, amenințarea războiului nu mai planează deasupra universului, iar doar trădarea flagrantă ar putea să readucă cele două părți în pragul dezastrului. Ani mai târziu, cu Odin hotărât să-l înalțe pe fiul său Thor (Chris Hemsworth) la rang de rege al Asgard, Frost Giants se infiltrează în Asgard și măcelăresc câțiva dintre cei mai buni dintre aceștia. Thor, fratele său Loki (Tom Hiddleston) și un grup select de războinici cei mai puternici ai lui Asgard — fără binecuvântarea încă a lui Odin, rege încă — se deplasează pe planeta-funcție a Frost Giants, Jotunheim, pentru a-i elimina odată pentru totdeauna. Neputând să obțină o victorie totală și Frost Giants fiind nemulțumiți de acceptarea unei truse de armistițiu din partea nimănui altcuiva decât Odin însuși, Asgardienii sunt răpiți înainte de a curge sânge în continuare. Un Odin furios renunță lui Thor la puteri și își trimite fiul acum muritor în exil pe Pământ. Din fericire, ciocanul său puternic, Mjolnir, îl însoțește, dar a fost înfăptuit încât numai un om vrednic de a purta puterea sa îl poate ține. În timp ce Thor încearcă să se obișnuiască cu noua sa casă și cu puterile limitate, este prieten cu o astrofiziciană pe nume Jane Foster (Natalie Portman), care află și experimentează mai mult decât și-a imaginat vreodată când adevăratul loc al lui Thor și puterile potențiale ale sale sunt dezvăluite. Acum, cu niște spioni guvernamentali pășiți în urmărire, Thor trebuie să-și demonstreze că este demn de a mânui cea mai puternică armă a universului, în timp ce planeta-sa de origine, Asgard, atârnă în balanță pe măsură ce o luptă pentru putere amenință stabilitatea întregului univers.