Den arrogante og selvsikre tordenguden, Thor, blir forvist fra Aasgard av sin far, Odin, fordi han har startet krig mot frostkjempene i Jotunheim. Odin blir svært skuffet over sin sønn, og erklærer Thor uegnet til å herske over Aasgard, og uegnet til å bære den magiske hammeren Mjølner. Han blir sendt til Jorden, der han blir påkjørt av en gjeng forskere, ledet av Jane Foster. Ingen på Jorden tror på Thors historie, utenom Jane som blir veldig fascinert av den underlige mannen som plutselig falt ned fra skyene rett foran bilen.