Sie war die Tochter von Kronos und Rhea und eine Schwester des Zeus.
Sie war die Schützerin des Getreides und der Ernte.
Mit ihrem Bruder Zeus zeugte sie Persephone, die von den Griechen als  Unterweltgöttin  verehrt wurde. Als diese von Hades, dem Gott der Unterwelt, entführt wurde, war Demeters Trauer so groß, dass sie die Erde vernachlässigte, so dass die Pflanzen nicht mehr wuchsen und die Menschen Hunger litten. Bestürzt verlangte Zeus von seinem Bruder Hades, Persephone ihrer Mutter zurückzugeben. 
Dieser stimmte zu, ließ das Mädchen jedoch, bevor er es freigab, Granatapfelkerne essen, so dass es gezwungen war, alljährlich vier Monate bei ihm zu verbringen.
In ihrer Freude über die Wiederkehr der Tochter veranlasste Demeter die Erde, Frühlingsblumen und später eine Fülle von Früchten und Getreide hervorzubringen.
Im Herbst, wenn Persephone in die Unterwelt zurückkehren musste, verfiel sie wieder in Trauer. Hierin liegt die mythologische Begründung für den Wechsel der Jahreszeiten.