Grundlage für das SLV Thor der USAF war die 1955-1957 entwickelte Mittelsteckenrakete (IRBM) PGM-17A (SM-75).
Die erste Version war eine dreistufige Thor-Able. Sie bestand aus der Thor DM-18 mit dem Triebwerk MB-3-I kombiniert mit der zweiten und dritten Stufe des SLV Vanguard der USNavy, das bereits 1957 getestet worden war.
Die zweite Stufe Able war mit der Treibstoffkombination UDMH/HNO4 gefüllt. Die Förderung erfolgte mittels Helium-Druckgas. Als dritte Stufe wurde ein Feststofftriebwerk Grand Central Rocket GCR X-242 verwendet.
Der erste Start dieser Thor-Able 1 mit der Raumsonde Pioneer am 17.08.1958 wurde zum Fiasko. Nach zwei Fehlversuchen und einem erfolgreichen Start wurde am 07.08.1959 eine verbesserte Thor-Able 2 eingesetzt. Die Able 2 hatte ein neues Einkammertriebwerk und die dritte Stufe war durch das Feststofftriebwerk ABL X-248 (Altair IA) ersetzt worden. Bis 1960 wurde diese Version 4 mal eingesetzt.
Da die Nutzlastkapazität der Thor-Able sehr beschränkt war, hatte die USAF rechtzeitig den Auftrag zur Weiterentwicklung der Thor-Able erteilt. Die 1960 präsentierte zweistufige Thor-Able Star bestand aus einer schubstärkeren DM-21 (MB-3-II) und einer Able Star, bei der gegenüber der Able das Tankvolumen vergrößert wurde. Durch Erweiterung des Durchmessers der Zelle konnten statt 1,575 t nun 4,862 t getankt werden. Das Triebwerk wurde weiter verbessert und war wiederzündbar. Diese Version wurde von 1960 bis 1965 insgesamt 19 mal von der USAF gestartet.
1960 wurde eine Variante Thor DM-19 (MB-3-I) mit einer zweiten Stufe Delta (entsprach der Able mit verbessertem Triebwerk) und der dritten Stufe Altair IA zum Start von 12 wissenschaftlichen Nutzlasten (Echo, Explorer, Telstar, Tiros, OSO, Ariel) entwickelt - genannt Thor-Delta. Die Thor-Able Star und Thor-Delta waren die Vorläufer der später so erfolgreichen Delta, die bis heute im Einsatz ist.

Thor mit Kick-Stufen (Feststoff)
Zum Start von Überwachungssatelliten (meist DMSP-I) startete die USAF von 1965 bis 1979 insgesamt 31 Thor mit aufgesetzten Kick-Stufen:

Thor-MG-18          ( + Grand Central Rocket MG-18)
Thor-Burner I         ( + TE-M-640                                = Star 20 )
Thor-Burner II        ( + TE-M-364-2 / (TE-M-516)          = Star 37B / [Star 13] )
Thor-Burner IIA      ( + TE-M-364-2 / TE-M-442-1         = Star 37B / Star 26B )
Thor-ISS               ( + TE-M-714-1 / TE-M-364-15        = Star 37XE / Star 37S )

Bei allen Varianten kamen Lagerbestände der Thor DM-18 mit dem Triebwerk MB-3-I zum Einsatz.