Thor (Chris Hemsworth) est un guerrier puissant et arrogant dont l'insouciance va relancer une vieille guerre. Le père de Thor, Odin (Anthony Hopkins), l'envoie alors sur Terre où il devra vivre avec les humains. Là, une jeune scientifique, Jane Foster (Natalie Portman), va provoquer un véritable changement chez Thor alors qu'elle devient son premier amour. C'est ainsi que sur Terre, Thor découvre ce que signifie d'être un véritable héros alors que l'être le plus maléfique de son monde, envoie les forces du mal d'Asgard sur Terre.