为了扮演好托尔,克里斯·海姆斯沃斯进行了严格的塑型训练。6个月的时间里,他不仅要锻炼身体,而且还要进行饮食控制,他的食谱上有:鸡蛋、鸡肉、三明治、蔬菜、糙米、牛排和蛋白饮料。而且为了让影片更具观赏性,剧组让克里斯实验了各种各样的格斗风格。不过最后,雷神的打斗技巧还是漫画中绘制的那种来源于拳击的对打。娜塔莉·波特曼出现在这部电影里的原因是她无法拒绝一部由肯尼思·布拉纳执导的漫画电影。剧组在新墨西哥州建起了一座完整的城镇,作为影片的外景地。剧组专门为影片制作了Infinity Gauntlet的模型。这件武器是惊奇漫画中威力最大的武器之一,可以控制灵魂、时间、空间、力量和思想等等。这件武器由青铜打造,上面覆盖着用树脂制作的钻石和珠宝。重量达到了60磅。