《雷神》的时间线在《复仇者联盟》之前，讲述的是来自外太空的“神”的故事。
遥远的阿斯加德星球，众神的首领奥丁统领九界，各星球之间相安无事，阿斯加德也是一派祥和。在奥丁的统治下可以说是国泰民安。
奥丁有两个儿子，金色头发眼体格健壮的大儿子托尔，黑色头发瘦削忧郁的小儿子洛基。
奥丁希望托尔将来继承王位统治阿斯加德，但是托尔粗鲁冲动又狂妄自大，奥丁赠与他的雷神之锤被他拿来四处捣乱。
尤其是托尔自大的撺掇洛基和小伙伴们一起前往冰霜巨人的那个星球，想要清除遗留的坏人，结果导致众人受伤。于是奥丁一怒之下把雷神和锤子放逐到地球，并称如果雷神没有领悟到真正的力量就不配拥有雷神之锤。
被流放的雷神在地球遇上了观测天体的科学家三人组，并与其中一位女士简产生了爱情。
与此同时，留在阿斯加德的洛基也开始蠢蠢欲动。洛基与托尔完全不同，他更安静更斯文，与托尔的崇尚武力不同，洛基从小学习的是母亲所教授的魔法。
在与冰霜战士交手当中开始怀疑自己的身份，后来在国王的宝库中得到证实：自己并不是奥丁的亲生儿子。
洛基从小就对王位十分向往，甚至比托尔更加听奥丁的话，但是奥丁对他一直很冷淡并总是强调托尔才是未来的王，导致洛基产生了逆反心理。
在雷神不在的期间，洛基使病重的奥丁昏迷不醒，更是与冰霜巨人——他的生父做下交易引坏人进入阿斯加德，然后以救世主的身份保护了奥丁和母亲。
同时对地球上的托尔编造慌话。还拍巨人去杀害托尔。
那时托尔已经找到锤子但是无法拿起，陷入了低迷。在与巨人的对战中为了保护地球上的新朋友而领悟了“强大的力量是为了保护想要保护的人”这个道理，成功的召唤了雷神之锤回到阿斯加德。
阿斯加德此刻一片混乱，奥丁苏醒后与托尔联手肃清入侵者，在战乱时将洛基流放。
但托尔却选择在平定之后回到地球和简一起生活，让奥丁很是失望。
《雷神》讲述的是雷神的初步成长，从一个肌肉发达头脑简单的粗鲁神二代成长为一个有责任感的神。而洛基作为反派却又不是纯粹的反派，他并不是为了攻占阿斯加德而是为了获得父亲的认可。
但奥丁从来只是把他作为一个约束冰霜巨人的人质，一切矛盾都是由此而生。只道最后被流放，也是洛基在期盼奥丁的话语无果以后自己选择的放手，既是对他们失望也是为了确保给自己留后路。
这部电影也是漫威宇宙当中，地球人第一次接触到来自外太空的超级英雄，托尔适应地球文化的情节轻松搞笑，最后他也爱上了地球上的生活，选择离开阿斯加德回到简的小小后院当中。虽然他还是一个四肢发达头脑简单的神，但是心中已经有所羁绊。
