Chris Hemsworth și soția sa, Elsa Pataky, sunt părinții a trei copii. Ei au o fiică, India Rose, în vârstă de 10 ani, și pe băieții gemeni Sasha și Tristan, în vârstă de 8 ani. Într-o serie de fotografii adorabile pe care le-a publicat luni pe Instagram, starul din „Thor: Iubire și tunete”, în vârstă de 38 de ani, s-a referit la fiica sa, India Rose, ca fiind „supereroul său preferat”.