Kastet ud fra Asgård og frataget alle sine kræfter falder Thor ned fra himlen over New Mexico, hvor han bliver fundet af astrofysikeren Jane Foster, der har et åbent sind over for mærkelige naturfænomener og ser ham som et interessant forskningsobjekt¿ men snart også et objekt for andre følelser. Imidlertid falder Thors mægtige våben, hammeren Mjølner også til Jorden, hvor den skaber et gigantisk krater og straks påkalder sig opmærksomhed fra organisationen S.H.I.E.L.D.