Grieķu mitoloģijā Dēmetra kopā ar Hadesu, Hēru, Hestiju, Poseidonu un Zevu ir viens no titānu Krona un Rejas bērniem. Viņa tiek uzskatīta par veģetācijas, auglības un ražas patronesi, un viņas līdzinieks romiešu mitoloģijā ir Cerera, no kuras vārda mēs iegūstam vārdu graudaugi. Dēmetra ir saistīta ar Eleusīna noslēpumiem, reliģiskiem rituāliem, kas tika svinēti Eleusā par godu Dēmetrai.
Dēmetras bērni ir Persefons ar Zevu, romiešu mitoloģijā saukts par Proserpīnu, un Arions ar Poseidonu. Vispazīstamākais stāsts par Dēmetru attiecas uz viņas meitas Persefones, ko sauc arī par Kore, nolaupīšanu, ko veica Hades. Saules dievs Helioss redzēja Persefoni aizvestu un pastāstīja Dēmetrai. Bēdās viņa pameta Olimpu, lai meklētu savu meitu, un zaudēja interesi par dzīvo būtņu augšanu, un pasaule kļuva auksta un neauglīga.
Dēmetra beidzot pārliecināja Zevu iejaukties, jo viņš redzēja, ka Dēmetrai jāatgriežas Olimpā, lai Zeme atgūtu savu auglību. Bet viņa spriedums bija tāds, ka Hadesam bija jāatsakās no Persefones, ja vien viņa kaut kādā veidā nebija piekritusi savai klātbūtnei pazemes pasaulē.
Izrādījās, ka Hadess piemānīja Persefoni apēst kādu granātābolu, un, tā kā viņa ēda četras sēklas, kuru daudzums atšķiras, pat tad, kad viņa tika atgriezta mātei, viņai katru gadu četrus mēnešus jāpaliek pazemes pasaulē. Tāpēc katru gadu viņas mātes sirds tiek salauzta, un viņa atkal novērš savu uzmanību, un tas izskaidro stādīšanas, ražas novākšanas ciklu un pēc tam pamestības sezonu pirms pavasara un jaunu augšanas atgriešanās.
Šis mīts ir atstāstīts krievu komponista Igora Stravinska melodrāmā Perséphone ar franču autora Andrē Gīda tekstu. Stravinskis to uzlūkoja kā simfonisko baletu. Ir vairākas mīta gleznas, tostarp lorda Frederika Leitona “Persefones atgriešanās”.
Cerera ir lielākā galvenās joslas asteroīda nosaukums, pirmais asteroīds, kas atklāts, kā arī olveida iezīme uz Veneras virsmas, ko sauc par Ceres Corona. Asteroīdu Ceres 1801. gada Jaungada dienā atklāja Džuzepe Pjaci. Dēmetra ir zemestrīces prognozēšanas satelīta nosaukums, un uz Venēras atrodas arī Demetras korona.