• 本片取材自漫威漫画《诸神黄昏》，是漫威电影宇宙的第十七部电影。
• 导演塔伊加·维迪提通过动作捕捉在该片中客串了石头人这个角色。
• 片尾有两个彩蛋，第一个在演员表过场动画结束之后，第二个在全部字幕结束之后。并且最后有字幕显示，雷神将会在《复仇者联盟3：无限战争》中回归。
• 本片的剧情承接《美国队长3：内战》和《奇异博士》。在前者的片尾彩蛋中，钢铁侠提到了雷神返回了阿斯加德而黑寡妇透露浩克驾驶飞船离开的线索，在后者的彩蛋中，则是雷神和奇异博士见面的情节。
• 由凯特·布兰切特扮演的死神海拉，在影片中是雷神最强劲的对手，她也是漫威影业有史以来的头号女反派。
• 本片中出现的漫威漫画角色包括1964年首露面的邪恶死神海拉，1971年登场的女武神瓦尔基里，1964年登场的刽子手斯科尔奇，及1969年首出现的萨卡星球统治者“宗师”。
• 塔伊加·维迪提不仅是影片导演，他还在漫威电影宇宙中扮演全新的CGI特效角色外星人科恩格（该角色于1962年首次出现在漫威漫画中）。维迪提不但以其导演身份闻名，还常常出演自己导演的电影。
• 为了拍摄特效角色科恩格，特效团队要求维迪提穿上灰色的连体行动衣，全身挂满切成一半的乒乓球，以便特效团队在后期进行角色的效果制作。作为导演他只能穿成这样在拍摄现场指导电影。
• 本片是漫威首次横跨整个南半球取景拍摄的电影。
• 位于澳大利亚昆士兰州黄金海岸的威秀影视基地有九个摄影棚片场，《雷神3》动用了所有片场进行拍摄和搭建布景。其中9号摄影棚是南半球最大的片场，在拍摄的几个星期前刚刚修建完工。
• 影片中的萨卡星球布景完全不同于以往漫威的电影场景设计，它的灵感来自于杰克·科比的漫画，杰克·科比在1962年和斯坦·李一同创造了“雷神”。萨卡星球由杰夫·高布伦扮演的独裁者宗师统治。
• 威秀影视基地的两个外景场地，阿斯加德广场和萨卡星球，大小有一个美式足球场那么大，建造时间总共花费了四个多月，最多的时候启用了超过450名员工。
• 资深服装设计师玛耶斯·C·鲁贝奥为影片设计制作了2,500余套服装，生动描绘了阿斯加德和萨卡星球的不同生活场景。服装用料全部取材于澳大利亚。
• 摄制团队在澳大利亚野外进行外景拍摄时，曾被一条从茂密丛林中窜出的蟒蛇打断拍摄进度，所幸无人受伤。最终蟒蛇被专业人士移走，还有勇敢的工作人员在它移走前拍了几张惊心动魄的照片。
• 导演塔伊加·维迪提在接受《娱乐周刊》采访时表示，如果皇后乐队的主唱弗莱迪·默克里还活着，一定会努力邀请他，为《雷神3：诸神黄昏》作曲。
• 片中出现的插曲名叫《Immigrant Song》，是英国摇滚乐队齐柏林飞艇的名曲。这首曲子在片中两次重要大战时出现，也为整部影片奠定了一个基调。
• 本片是该系列的大结局，其故事的走向直接接入的是2018年上映的《复仇者联盟3》。
• 影片IMAX3D版本在放映前有一段独家“漫威电影十周年特辑”片段，长度为2分40秒（该特辑为2D）。