Deméter era uno de los 12 habitantes del Olimpo junto a Zeus. Era hija de Cronos y Rea, y hermana de Zeus, Poseidón, Hades, Hera y Hestia. Como diosa de la tierra, la agricultura y los cereales, era una de las diosas griegas más importantes. Podría también ser considerada una de las múltiples variantes de la diosa madre que se adoraba desde los primeros pasos de la humanidad. Existen estatuas prehistóricas de la Edad de Piedra fechadas alrededor de 20000 a.C. en Europa y Oriente Medio como muestra de adoración de la fertilidad.

Deméter se relaciona también con la diosa egipcia Isis, la fenicia Astarté y la mesopotámica Ishtar. Hay varias diosas con rasgos primitivos en la mitología griega, además de Deméter, que son Afrodita y en menor grado Artemisa y Atenea. La frigia Cibeles, que más tarde fue adorada en Roma como la «Gran Madre», podría pertenecer a esta lista. Hay aspectos del culto se estas diosas que han perdurado en la adoración de la virgen María.

El culto de Deméter conllevaba temas como la muerte, el crecimiento y la resurrección con las características de un misterio. En Eleusis, a 20 km de Atenas, los Misterios Eleusinianos se representaban cada año entre septiembre y octubre. Los participantes caminaban en procesión desde Atenas hasta Eleusis, donde eran iniciados en los ritos secretos que quizá tenían similitudes con los ritos primitivos de la cosecha con referencias a la muerte y la resurrección. Durante los Misterios, se representaba la historia de Deméter y su hija Perséfone, siendo éste el mito más importante de la diosa de la tierra.

Perséfone era la única hija de Deméter y fue concebida con Zeus. Sin el conocimiento de Deméter, Zeus la había prometido en matrimonio a su tío Hades, que no manejó la situación con demasiado tacto. Mientras la joven Perséfone se encontraba en Sicilia recogiendo flores en el bosque con sus amigas las hijas de Océano, o el dios de los ríos Acheluos (Aquelos), según algunas fuentes convertidas en sirenas (ver Sirenas, Las), el dios de la oscuridad apareció repentinamente en su cuadriga tirada por caballos negros y se llevó a Perséfone. La muchacha soltó las flores y llamó a su madre temiendo por su vida, pero nada se pudo hacer. Hades la había raptado y se la había llevado a su reino de los muertos.

Cuando Deméter se dio cuenta de la de-saparición de su hija, empezó a buscarla. Vagó durante nueve días sin comida ni bebida buscándola. En un momento concreto se encontró con Hécate, que había oído los gritos de terror de Perséfone y que llevó a Deméter hasta Helios, el dios del sol que podía ver todo lo que ocurría en la tierra desde su carro. El dios le contó que su hija se encontraba en el mundo de los muertos (aunque según Ovidio la noticia la dio la ninfa Aretusa).

Deméter quedó tan impresionada que llevó la sequía y la hambruna a todo el mundo y no regresó al Olimpo, quedándose vagando por el mundo aturdida por la tristeza. Mientras estaba sentada cerca de un pozo en Eleusis, ya con aspecto de anciana, las hijas del rey Celeo y de la reina Metaneira se acercaron a coger agua. Se llevaron a Deméter a casa, ya que les había dicho que era una niñera a quien los ladrones le habían quitado todo. Allí pudo cuidar de Demop-hon (Demofón), el príncipe recién nacido. Deméter decidió hacer al niño inmortal rodándole con ambrosía durante el día y po-niéndole junto al fuego por la noche. Metaneira la sorprendió haciendo esto y así debió revelar su verdadera identidad. Ordenó a Celeo y a Metaneira que fundasen un santuario en su honor en Eleusis, lugar que más tarde se convirtió en el punto de representación de los Misterios Eleusinianos.

Deméter permaneció en su nuevo templo durante un año, evitando el contacto con los otros dioses. Mientras tanto, nada creció sobre la tierra estéril. Zeus se dio cuenta de ello y envió a Iris para que hablase con Deméter, que sólo quería que le devolviesen a su hija. Aunque Zeus intentó convencerla de que Hades era el mejor esposo para ella, Deméter no cambió de postura. No se podía hacer nada para recuperar a Perséfone y el dios mensajero Hermes tuvo que acudir en su rescate. Hubo una complicación, pese a todo, pues de acuerdo con una antigua profecía del destino cualquier persona que abandonase el Averno no debería haber comido nada allí. Hades lo sabía y había obligado a Perséfone a tomar unas semillas de granada, aunque, según Ovidio, Perséfone las tomó a solas mientras paseaba por los jardines de Hades. Perséfone negó al principio haber tomado nada, pero Ascaphalus (Ascafalo), hijo de una ninfa, había sido testigo de todo e informó a los dioses.

Finalmente, Zeus decidió que Perséfone debería estar parte del año con su madre y parte del año con Hades. Cuando estuviera con su madre, el grano crecería y maduraría, y cuando estuviera con Hades, la tierra permanecería estéril. El principio del periodo de Perséfone sobre la tierra estaba asociado al otoño y duraba hasta el comienzo del verano, desde la siembra hasta la recolección. Durante el periodo que pasaba en el Averno, los meses de calor a orillas del Mediterráneo hacían que la tierra permaneciese estéril. Más tarde, quedó establecido que Perséfone estaba con Hades durante el invierno, cuando la naturaleza descansa, y con Deméter durante la primavera y el verano, cuando la naturaleza crece. Así es como este mito explica el paso de las estaciones.

Después de que Deméter hubiese encontrado a su hija de nuevo, ordenó que Eleu-sis, que originalmente era de Triptolemus (Triptolemo) -según algunas fuentes era el mismo príncipe Demofón al que Deméter había criado- que extendiense la agricultura por todo el mundo. La historia de la diosa simboliza así el cambio en la civilización de una cultura de la caza a una vida agrícola no nómada (ver Hades y Perséfone).