Актьорът от „Тор“ се появява в кратка начална сцена в научно-фантастичния филм от 2009 г. „Стар Трек“, базиран на класическия телевизионен сериал от 60-те. За работата си Хемсуърт получава наградата на Бостънското общество на филмовите критици в категорията за най-добър актьорски състав.