V grški mitologiji je Demetra – skupaj s Hadom, Hero, Hestijo, Pozejdonom in Zevsom – eden od otrok Titanov Krona in Reje. Velja za zavetnico vegetacije, rodovitnosti in letine, njen dvojnik v rimski mitologiji pa je Ceres, iz katerega imena izhaja beseda žita. Demeter je povezan z Elevzinskimi misteriji, verskimi obredi, ki so jih obhajali v Elevzini v Demetrino čast.
Demetrina otroka sta Perzefona z Zevsom, ki se v rimski mitologiji imenuje Prozerpina, in Arion s Pozejdonom. Najbolj znana zgodba o Demeter se nanaša na ugrabitev njene hčerke Persefone, imenovane tudi Kore, s strani Hada. Helios, bog sonca, je videl, da so Perzefono odnesli, in povedal Demeter. V žalosti je zapustila Olimp, da bi poiskala svojo hčer, in izgubila zanimanje za rast živih bitij, svet pa je postal hladen in pust.
Demeter je končno prepričala Zevsa, da posreduje, saj je videl, da se mora Demeter vrniti na Olimp, da bi Zemlja ponovno pridobila svojo plodnost. Toda njegova sodba je bila, da se je moral Had odreči Perzefoni, razen če je na nek način privolila v svojo prisotnost v podzemlju.
Izkazalo se je, da je Had prelisičil Perzefono, da je pojedla nekaj granatnega jabolka, in ker je pojedla štiri semena – količina se v različnih pripovedih razlikuje -, tudi ko so jo vrnili k materi, mora ostati v podzemlju štiri mesece vsako leto. Vsako leto se njeno mamino srce strti in ponovno umakne svojo pozornost, to pa pojasnjuje cikel sajenja, žetve in nato sezona opustošenja pred pomladjo in novo rastjo.
Ta mit je pripovedan v melodrami Perséphone ruskega skladatelja Igorja Stravinskega z besedilom francoskega avtorja Andréja Gidea. Stravinski je nanj gledal kot na simfonični balet. Obstaja več slik mita, vključno z “Vrnitev Persefone” lorda Frederica Leightona.
Ceres je ime največjega asteroida glavnega pasu, prvega odkritega asteroida, pa tudi jajčaste značilnosti na površini Venere, imenovane Ceres Corona. Asteroid Ceres je na novoletni dan leta 1801 odkril Giuseppe Piazzi. Demeter je ime satelita za napovedovanje potresov, na Veneri pa je tudi Demeter Corona.