Gemma Arterton była rozważana jako kandydatka do roli Jane Foster.
Daniel Craig był pierwszym kandydatem do roli Thora, ale zrezygnował. Kevin McKidd, Channing Tatum, Charlie Hunnam, Tom Hiddleston, Alexander Skarsgard, Liam Hemsworth, Joel Kinnaman, Paul Levesque i Brad Pitt byli także brani pod uwagę. Ostatecznie angaż otrzymał jednak Chris Hemsworth.
W 1990 Sam Raimi planował wyreżyserować ''Thora'', tuż po filmie ''Człowiek ciemności'', lecz zajął się kręceniem ''Spider-Mana'' i jego sequeli. W grudniu 2004 roku David S. Goyer negocjował napisanie i reżyserię filmu, a w okolicach września 2008 roku D.J. Caruso przymierzał się do objęcia tego stanowiska. Na pewnym etapie również Matthew Vaughn był kandydatem do stanięcia za kamerą.
Diora Baird brała udział w przesłuchaniu do roli Sif.
Jim Carrey i Josh Hartnett byli brani pod uwagę do roli Lokiego.
Zachary Levi był przymierzany do roli Fandrala, jednak musiał odmówić z uwagi na kolidujące zobowiązania. Propozycję przejął Stuart Townsend, ale na kilka dni przed rozpoczęciem kręcenia zdjęć zrezygnował z powodu odmiennej wizji swojej postaci. Ostatecznie angaż otrzymał Josh Dallas.
Tom Hiddleston początkowo kandydował do roli Thora, ale Kenneth Branagh uznał, że lepiej sprawdzi się on jako przeciwnik głównego bohatera i obsadził go w roli Lokiego.
Około 2000 roku film miał powstać jako produkcja telewizyjna, a w tytułowej roli wystąpić miał Tyler Mane.
W ramach przygotowań do roli Thora Chris Hemsworth, aby nabrać odpowiedniej budowy i masy ciała, odbył sześciomiesięczny trening na siłowni i narzucił sobie bogatą dietę złożoną z jajek, kurczaka, kanapek, warzyw, brązowego ryżu, steków i napojów proteinowych.
Przygotowanie makijażu grającego Laufey'a Colma Feore zajmowało wizażystom aż pięć godzin.
Dominic Cooper miał również zagrać Fandrala, lecz zastąpił go Joshua Dallas.
Aby postaci Lokiego nadać oczekiwany przez reżysera Kennetha Branagha szczupły i "głodny" wygląd, Tom Hiddleston przez sześć miesięcy (przed i w trakcie zdjęć do filmu) pozostawał na ścisłej diecie. A w celu uzyskania wrażenia lekkości podczas walki z masywnym bratem aktor skakał na skakance, biegał po plaży 5 mil (ok. 8 kilometrów) dziennie oraz ćwiczył brazylijską sztukę walki capoeirę.
Na jednym z monitorów organizacji S.H.I.E.L.D. popełniono błąd w wyrazie obwód (zamiast "perimeter" widniało tam słowo "perimiter").
Thor (Chris Hemsworth) dowiaduje się, że krater znajduje się na zachodzie, jednak po wyjściu z kawiarni kieruje się na północ.
Kiedy Thor i Jane jadą w stronę krateru, przy drodze widać ogrodzenie z drutu. W kolejnym (oddalonym) ujęciu ogrodzenie znika.
Kiedy Loki ogląda swoją lewą dłoń, krawędź jego rękawa zmienia kolor z zielonego na brązowy.
Kiedy Thor usiłuje wydostać młot z koszar, jest cały przemoczony i pokryty błotem. Gdy w kolejnym ujęciu jest odciągany przez strażników, ma na sobie zupełnie czystą granatową koszulkę.
Paralizator użyty w sposób ukazany w filmie nie byłby w stanie pozbawić człowieka przytomności.
Gdy akcja filmu przenosi się do miasta Tønsberg w Norwegii, widoczne są wysokie góry w jego otoczeniu. W rzeczywistości leży ono na wybrzeżu bez żadnych znaczących wzniesień w okolicy.
Gdy po nieudanej próbie podniesienia Mjolnira Thor zostaje aresztowany, słychać dźwięk zakładanych mu kajdanek. W kolejnym ujęciu widać jednak, że w rzeczywistości została na nim użyta biała plastikowa opaska zaciskowa, która nie wydałaby takiego odgłosu.
Film kręcono w Los Angeles, Manhattan Beach, Mystery Mesa, San Diego (Kalifornia, USA), Nowym Jorku (Nowy Jork, USA), Galisteo oraz Santa Fe (Nowy Meksyk, USA).
Film zawiera jedną dodatkową scenę.
Uwaga! Dalsza treść może zawierać spoilery.
Po napisach:
Dr Erik Selvig trafia do siedziby S.H.I.E.L.D., gdzie Nick Fury prosi go o pomoc w badaniach nad tajemniczym sześcianem, który prawdopodobnie może posiadać nieznaną dotąd moc. Dr Selvig przyjmuje ofertę, przez moment widać jednak, że jest on kontrolowany przez Lokiego.
Kręcenie głównych zdjęć do filmu rozpoczęło się 27 grudnia 2009 roku, a zakończyło 16 czerwca 2010 roku.
Kenneth Branagh był fanem Thora od dziecka. Kiedy studio wybrało go do roli reżysera, otrzymał pełny zestaw wszystkich komiksów o superbohaterze, aby lepiej przygotować się do tworzenia filmu.
Reżyser filmu wyjawił, że sekwencja napisów końcowych została oparta na obrazach przekazanych przez teleskop Hubble'a, a jej powstanie zajęło aż 18 miesięcy.