北欧神话中的阿斯加德王子托尔（克里斯·海姆斯沃斯 饰）因傲慢自大引发与冰霜巨人的战争，被众神之父奥丁（安东尼·霍普金斯 饰）剥夺神力并放逐地球。在新墨西哥州，托尔结识科学家简·福斯特（娜塔莉·波特曼 饰），逐渐学会谦逊与责任。与此同时，托尔的弟弟洛基（汤姆·希德勒斯顿 饰）揭露自己实为冰霜巨人后裔，趁奥丁陷入“奥丁之眠”篡夺王位，并派毁灭者装甲追杀托尔。丧失神力的托尔为了保护无辜的人类与自己的朋友，必须献出自己的生命。