22-åringen var en oanvänd truppmedlem under 2017 Six Nations, samt 2016 års höstinternationaler.
"Det har byggts som jag har varit i några läger nu, men att äntligen få mitt namn ropas ut på det laget blad var en fantastisk känsla," sade han.
"Jag har kämpat för de sista lägren, tränat hårt."
Den Ospreys spelaren kommer in för att ersätta Cory Hill, som kallades upp av brittiska och irländska Lions efter Wales 24-6 seger över Tonga.
Coach Robin McBryde har gjort sju ändringar i alla till sidan som startade spelet på Eden Park förra fredagen
Ytterligare två ostoppade spelare - scrum-halva Tomos Williams och lås Adam Beard - är också på bänken.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Thornton gjorde 25 framträdanden för Ospreys i 2016-17 kampanjen, men förväntar sig en stor övergång till internationell rugby.
"Jag har spelat en hel del för Ospreys i år och att vara involverad i Pro12 och [European] Challenge Cup har gett mig en hel del erfarenhet," den tidigare Wales Under-20s kapten berättade BBC Wales Sport.
"Men Test rugby är ett helt annat djur, så jag ser verkligen fram emot utmaningen på fredag mot ett starkt samoanskt lag.
"Som varje ung walesiska pojke jag vill spela för Wales, men när det faktiskt kommer får du den känslan av stolthet."
Thornton är en del av en oerfaren Wales sida, med framåt har vunnit bara 31 kapsyler mellan dem.
"Samoa har en stor erfaren pack och vi har ett par unga killar här som vill blod på den internationella scenen, så jag tror att det kommer att bli en bra utmaning totalt sett," Thornton tillade.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Lock Rory Thornton säger att han är "champing at the bit" före att vinna sin första Wales-kapsyl mot Samoa i Apia fredagen den 23 juni.