In seguito alle sue scellerate azioni, che hanno causato il riaccendersi di un millenario conflitto, il guerriero e semidio Thor (Chris Hemsworth) è stato punito da Odino (Anthony Hopkins): scacciato da Asgard, il luogo magico di provenienza degli dei nordici, si ritrova in esilio sulla Terra. Qui però, oltre a incontrare la bella scienziata Jane Foster (Natalie Portman), verrà a conoscenza del suo retaggio divino, quando il suo nemico asgardiano più pericoloso invierà le sue forze oscure per invadere la Terra.