Der mächtige Donnergott Thor (Chris Hemsworth) wird in Asgard, dem germanischen Götterhimmel, als wagemutiger Krieger geachtet. Doch als der arrogante Jungspund unbedacht einen seit Generationen befriedeten Konflikt von neuem entfesselt, ist sein Vater Odin (Anthony Hopkins) gezwungen einzugreifen. Zur Strafe für seinen Ungehorsam wird Thor von Odin auf die Erde verbannt, wo er sein Dasein fortan unter den Menschen fristen soll. Dort soll er lernen, seine Kräfte zum Wohle aller einzusetzen.
Aus dem Götterhimmel ausgestossen landet Thor mit einem grossen Knall auf der Erde. Auf der Suche nach seinem Hammer, jenem Artefakt, das ihm unermessliche Kräfte verleiht, bewegt sich Thor wie der sprichwörtliche Elefant im Porzellanladen durch das 21. Jahrhundert. So hadert der Germanengott mit seinem Schicksal, bis er schliesslich auf die Wissenschaftlerin Jane Foster (Natalie Portman) trifft, die sich, nach anfänglichen Kommunikationsschwierigkeiten, mit wachsender Zuneigung des jungen Mannes annimmt. Doch inzwischen ist auch das Militär auf den ungewöhnlich kampferprobten Fremden aufmerksam geworden, der offenbar mehr darüber weiss, wie man sich des seltsamen Hammers bedient, der unverrückbar im Boden der Wüste von New Mexico steckt.
