«Тор: любовь и гром» основан на одноименной серии комиксов издательства «Marvel» и является прямым продолжением фильмов «Тор», «Тор: царство тьмы» и «Тор: Рагнарёк».

Проект является 29 по счету картиной кинематографической вселенной Marvel и последней в Четвертой фазе.

Натали Портман, сыгравшая в первых двух частях Джейн Фостер, вновь появится на экране в этом образе. Изначально актриса должна была сняться в картине «Тор: Рагнарек», но из-за конфликта со студией «Marvel» выбыла из проекта. В июле 2019 года режиссер Тайка Вайтити подтвердил, что Портман вернется к роли. Также создатели сообщили, что, как и в комиксах, Джейн будет искать лекарство, чтобы вылечиться от рака. Кроме того, они рассматривают варианты возвращение Локи.