Jako Thor Chris Hemsworth, který upoutává svou vysokou postavou a impozantním tělesným vzhledem, debutoval ve filmu Thor z roku 2011. Tuto roli si zopakoval v několika filmech Marvel Cinematic Universe, včetně série The Avengers, Thor: Ragnarok (2017) nebo Thor: Láska jako hrom (2022).
Předtím, než prorazil jako Thor, se Chris Hemsworth objevil v australských televizních pořadech, jako jsou Home and Away či Dancing with the Stars Australia. Svou hereckou všestrannost prokázal i tím, že se ujal různých rolí mimo žánr superhrdinů. Hrál např. ve filmech Sněhurka a lovec (2012), Rush (2013) nebo Blackhat (2015).
Přirozený šarm a komediální načasování Chris Hemsworth předvedl v akčních komediích, jako jsou Krotitelé duchů (2016) a Muži v černém (2019).
Za své výkony Chris Hemsworth získal uznání kritiky, včetně nominace na cenu BAFTA za roli Jamese Hunta ve filmu Rush (Rivalové).
Skvěle se Chris Hemsworth zhostil též úlohy bývalého australského příslušníka SAS Tylera Rakeho v akčním thrilleru Vyproštění (Extraction) z roku 2020 a v jeho pokračování Vyproštění 2 (2023). Další klíčovou postavu ztvárnil mj. v životopisném dramatu Untitled Hulk Hogan Biopic (2023).
Mimo filmové plátno je Chris Hemsworth známý svou filantropií a zapojením do různých charitativních akcí, včetně organizací zaměřených na ochranu životního prostředí a zdraví dětí.
V roce 2010 se Chris Hemsworth oženil se španělskou herečkou Elsou Pataky.