Nesta história, Asgard é apresentado como um outro planeta. Depois de um desentendimento neste universo paralelo, Thor é exilado para a Terra e literalmente cai do céu em um deserto dos EUA, onde a astrofísica Jane (Natalie Portman, em uma atuação descartável) investiga fenômenos e o encontra. Enquanto isso, em Asgard, o rei adoece e seu outro filho, de caráter duvidoso, pode herdar a coroa.
A Thor, por sua vez, cabe aprender a lição que seu pai lhe impõe. Ao chegar na Terra, o herói perde seus poderes sobrenaturais. Mas mantém a força bruta nas lutas corpo a corpo. Thor chama a atenção de agentes do governo e passa a contar só com a ajuda da equipe da cientista, até receber um aviso de seu planeta de que seu reino foi vítima de traição.
Desta forma, o filme, que é uma fantasia de ação, apresenta dois mundos distintos: o planeta Asgard, com uma estética kitsch; e uma pequena cidade desértica da Terra, onde Thor passa, na verdade, pouco tempo. O contraste entre estes dois mundos não é bem explorado. Poderia ter rendido mais humor. Por isso, o filme não empolga. Vale ficar atento a detalhes que estão sendo costurados para um futuro filme, "Vingadores", que irá unir vários super-heróis na mesma trama. Entre estes detalhes, está a presença do ator Clark Gregg, que faz o agente secreto Coulson, da agência Shield, que também esteve presente em "Homem de Ferro" 1 e 2.