De film Thor staat gepland voor 2011 en wordt geregisseerd door de Britse acteur Kenneth Branagh. De film moet aansluiten op de eerdere Marvel-films Iron Man en The Incredible Hulk. Het stripverhaal is gebaseerd op de Noorse mythologie en leent enkele mythische personages; waaronder de oppergod Odin, als wijze vader van Thor, en Thor’s slechte halfbroer Loki.
Hemsworth was eerder afgewezen voor de rol, maar kreeg alsnog een tweede kans. Zijn jongere broer Liam was ook in de race voor de rol, net zoals acteurs Channing Tatum, Charlie Hunnam en de fanfavoriet Alexander Skarsgård, de zoon van acteur Stellan Skarsgård.
