Các cơ quan hiến pháp chính của Hội Quốc Liên là Đại hội đồng, Hội chính vụ, và ban thư ký trường trực. Tổ chức cũng có hai nhánh chủ yếu: Tòa án thường trực công lý quốc tế, và Tổ chức Lao động Quốc tế. Ngoài ra, có một số cơ quan và ủy ban phụ trợ.[39] Ngân sách của mỗi cơ quan do Đại hội đồng cấp (Hội Quốc Liên nhận hỗ trợ tài chính từ các quốc gia thành viên).[40]

Quan hệ giữa Đại hội đồng và Hội chính vụ và chức năng của mỗi cơ quan phần lớn không được định rõ. Mỗi cơ quan có thể giải quyết vấn đề bất kỳ trong phạm vi quyền hạn của Hội Quốc Liên hoặc có tác động đến hòa bình thế giới. Các vấn đề hoặc công việc cụ thể có thể chuyển đến một trong hai cơ quan.[41]

Các quyết định của Đại hội đồng và Hội chính vụ được yêu cầu phải nhất trí, ngoại trừ trong các vấn đề về thủ tục và một số trường hợp riêng biệt khác, như kết nạp thành viên mới. Yêu cầu này phản ánh sự tin tưởng của Hội Quốc Liên về chủ quyền của các quốc gia thành viên; Hội Quốc Liên tìm cách giải quyết thông qua thỏa thuận chứ không phải ra lệnh. Tuy nhiên, trong trường hợp có tranh chấp thì không yêu cầu thỏa thuận giữa các bên tham dự tranh chấp để đạt đến nhất trí.[42]

Ban thư ký thường trực được thiết lập tại trụ sở của Hội Quốc Liên tại Genève, gồm có một cơ quan của các chuyên gia trong các lĩnh vực khác nhau và nằm dưới quyền chỉ đạo của Tổng thư ký.[43] Những lĩnh vực chủ yếu của ban thư ký là: chính trị, tài chính và kinh tế, quá cảnh, thiểu số và quản lý (cai quản Saar và Danzig), ủy nhiệm, giải trừ quân bị, y tế, xã hội (thuốc phiện và buôn bán phụ nữ-trẻ em), hợp tác tri thức và sự vụ quốc tế, pháp lý, và thông tin. Nhân viên của ban thư ký chịu trách nhiệm chuẩn bị chương trình nghị sự của Hội chính vụ và Đại hội đồng và xuất bản các báo cáo về các cuộc họp và những vấn đề thường lệ khác, hoạt động giống như công vụ viên của Hội Quốc Liên. Năm 1931, số nhân viên ban thư ký là 707.[44]

Đại hội đồng gồm đại diện từ toàn bộ các thành viên của Hội Quốc Liên, mỗi quốc gia được phép có ba đại biểu và một phiếu.[45] Đại hội đồng họp tại Genève và sau các phiên họp ban đầu trong năm 1920,[46] cơ quan này hội họp một lần mỗi tháng 9 hàng năm.[45] Những chức năng đặc biệt của Đại hội đồng gồm có kết nạp thành viên mới, bầu cử theo định kỳ các thành viên không thường trực trong Hội chính vụ, cùng với Hội chính vụ bầu ra các thẩm phán của Tòa án thường trực, và kiểm soát ngân quỹ. Trên thực tế, Đại hội đồng là cơ quan quyền lực chỉ đạo tổng thể các hoạt động của Hội Quốc Liên.[47]

Hội chính vụ Hội Quốc Liên đóng vai giò giống một cơ cấu chấp hành chi phối chương trình nghị sự của Đại hội đồng.[48] Cơ cấu bắt đầu với bốn thành viên thường trực (Anh Quốc, Pháp, Ý, Nhật Bản) và bốn thành viên không thường trực được Đại hội đồng bầu ra cho mỗi một nhiệm kỳ ba năm.[49] Các thành viên không thường trực đầu tiên là Bỉ, Brasil, Hý Lạp và Tây Ban Nha.[50] Thành phần của Hội chính vụ có thay đổi một số lần. Số thành viên không thường trực được tăng lên 6 vào ngày 22 tháng 9 năm 1922, rồi lên 9 vào ngày 8 tháng 9 năm 1926. Nhà ngoại giao Đức Werner Dankwort thúc đẩy quốc gia của ông gia nhập Hội Quốc Liên, và Đức cuối cùng gia nhập tổ chức vào năm 1926, trở thành thành viên thường trực thứ năm của Hội chính vụ. Sau khi Đức và Nhật Bản rời Hội Quốc Liên, số ghế không thường trực tăng từ 9 lên 11, và Liên Xô trở thành một thành viên thường trực, Hội chính vụ có tổng cộng 15 thành viên.[50] Trung bình Hội chính vụ họp 5 lần mỗi năm và họp bất thường khi có yêu cầu. Tổng cộng có 107 phiên họp được tổ chức từ năm 1920 đến năm 1939.[51]

Các cơ quan khác

Hội Quốc Liên giám sát Tòa án thường trực công lý quốc tế và một số cơ quan cùng ủy ban khác được tạo nên nhằm giải quyết những vấn đề quốc tế cấp thiết. Chúng gồm có ủy ban giải trừ quân bị, tổ chức y tế,[52] tổ chức lao động quốc tế (ILO), ủy ban ủy nhiệm, ủy ban quốc tế về hợp tác tri thức (tiền thân của UNESCO), ban thuốc phiện trung ương thường trực, ủy ban về người tị nạn, và ủy ban chế độ nô lệ.[53] Một vài trong số những thể chế này được chuyển giao cho Liên Hiệp Quốc sau Chiến tranh thế giới thứ hai: Tổ chức Lao động Quốc tế, Tòa án thường trực công lý quốc tế (với tên Tòa án Công lý Quốc tế), và Tổ chức y tế (tái tổ chức thành Tổ chức Y tế Thế giới).[54]

Tòa án thường trực công lý quốc tế được quy định theo Công ước, do Hội chính vụ và Đại hội đồng thiết lập. Hội chính vụ và Đại hội đồng lựa chọn các thẩm phán của tòa, và ngân quỹ của tòa do Đại hội đồng cung cấp. Tòa án thụ lý và phân xử mọi tranh chấp quốc tế được các bên quan tâm đệ trình. Tòa án cũng có thể đưa ra một quan điểm cố vấn cho bất kỳ tranh chấp hoặc vấn đề được giao từ Hội chính vụ hoặc Đại hội đồng. Tòa án cũng mở rộng cho toàn bộ các quốc gia trên thế giới theo các điều kiện nhất định.[55]

Tổ chức lao động quốc tế được thành lập vào năm 1919 và dựa trên Phần XIII của Hiệp ước Versailles.[56] Tổ chức này cũng có các thành viên như Hội Quốc Liên và ngân quỹ do Đại hội đồng kiểm soát, là một tổ chức tự quản với ban quản trị riêng, hội nghị toàn thể riêng và ban thư ký riêng. Hiến chương của Tổ chức lao động quốc tế khác biệt với Hội Quốc Liên: các đại biểu không chỉ là của các chính phủ mà còn có các đại biểu của các tổ chức giới chủ và công nhân. Albert Thomas là giám đốc đầu tiên của tổ chức.[57] Tổ chức lao động quốc tế thành công trong việc hạn chế thêm chì vào sơn,[58] và thuyết phục một số quốc gia chấp thuận ngày làm việc 8 giờ và tuần làm việc 48 giờ. Tổ chức cũng tiến hành chiến dịch chất dứt lao động thiếu nhi, tăng quyền của phụ nữ tại nơi làm việc, và khiến chủ tàu phải có trách nhiệm pháp lý với những tai nạn liên quan đến thủy thủ.[56] Sau khi Hội Quốc Liên giải thể, Tỏ chức lao động quốc tế trở thành một cơ quan của Liên Hiệp Quốc vào năm 1946.[59]

Tổ chức y tế của Hội Quốc Liên có ba cơ cấu: Cục y tế gồm có những quan chức thường trực của Hội Quốc Liên; Ủy ban hoặc Hội nghị cố vấn tổng thể là một đơn vị hành chính và gồm các chuyên gia y tế; và Ủy ban y tế. Mục đích của Ủy ban là chỉ đạo những điều tra, giám sát hoạt động của công tác y tế của Hội Quốc Liên, và chuẩn bị công việc trình lên Hội chính vụ Hội Quốc Liên.[60] Thể chế này tập trung vào kết liễu bệnh phong, sốt rét, và sốt vàng, hai bệnh sau tiến hành diệt trừ bằng cách bắt đầu một chiến dịch quốc tế nhằm diệt muỗi. Tổ chức y tế cũng làm việc thành công với chính phủ Liên Xô nhằm ngăn ngừa bệnh dịch sốt Rickettsia, bao gồm cả việc tổ chức một chiến dịch giáo dục lớn.[61]

Từ khi thành lập, Hội Quốc Liên cũng giành sự quan tâm nghiêm túc đối với vấn đề hợp tác tri thức quốc tế. Ủy ban về hợp tác tri thức họp tại Genève vào tháng 8 năm 1922, triết gia người Pháp Henri Bergson trở thành chủ tịch đầu tiên của ủy ban.[62] Công việc của ủy ban gồm: điều tra về hoàn cảnh sinh hoạt tri thức, giúp đỡ các quốc gia có sinh hoạt tri thức gặp nguy hiểm, thiết lập các ủy ban quốc gia về hợp tác tri thức, hợp tác với các tổ chức tri thức quốc tế, bảo hộ tàn sản tri thức, hợp tác liên đại học, phối hợp trong công tác thư mục và trao đổi quốc tế các xuất bản phẩm, và hợp tác quốc tế trong nghiên cứu khảo cổ học.[63]

Hội Quốc Liên thiết lập Ban thuốc phiện trung ương thường trực nhằm giám sát hệ thống thống kê kiểm soát được thi hành theo Công ước Thuốc phiện quốc tế thứ nhì mà theo đó dàn xếp việc sản xuất, chế tác, giao dịch và bán lẻ thuốc phiện cùng những sản phẩm của nó. Ban cũng thiết lập một hệ thống giấy chứng nhận nhập khẩu và giấy phép xuất khẩu đối với giao dịch quốc tế hợp pháp mặt hàng ma túy.[64]

Ủy ban chế độ nô lệ mưu cầu tiệt trừ chế độ nô lệ và mua bán nô lệ trên khắp thế giới, và đấu tranh với mại dâm cưỡng bách.[65] Thành công lớn của ủy ban là thúc bách các chính phủ quản lý các quốc gia được Hội Quốc Liên ủy nhiệm chấm dứt chế độ nô lệ trong các quốc gia này. Hội Quốc Liên giành được một cam kết từ Ethiopia nhằm kết thúc chế độ nô lệ, một điều kiện để quốc gia này trở thành thành viên vào năm 1926, và làm việc với Liberia nhằm chấm dứt lao động cưỡng bách và chế độ nô lệ liên bộ lạc.[65] Thể chế cũng đạt thành công trong việc giảm tỷ lệ tử vong của công nhân xây dựng đường sắt Tanganyika từ 55% xuống 4%. Các hồ sơ được lưu trữ nhằm kiểm soát chế độ nô lệ, mại dâm, và buôn bán phụ nữ-trẻ em.[66] Một phần do áp lực từ Hội Quốc Liên, Afghanistan bãi bỏ chế độ nô lệ vào năm 1923, Iraq vào năm 1924, Nepal vào năm 1926, Transjordan và Ba Tư vào năm 1929, Bahrain vào năm 1937, và Ethiopia vào năm 1942.[67]

Do Fridtjof Nansen lãnh đạo, Ủy ban về người tị nạn được thành lập vào ngày 27 tháng 6 năm 1921[68] nhằm chăm sóc quyền lợi của những người tị nạn, trong đó có giám sát việc hồi hương của họ, và tái định cư khi cần thiết.[69] Khi Chiến tranh thế giới thứ nhất kết thúc, có 2-3 triệu cựu tù nhân chiến tranh từ nhiều quốc gia phân tán trên khắp nước Nga;[69] trong vòng hai năm sau khi ủy ban được thành lập, nó đã giúp cho 425.000 người trong số họ trở về nhà.[70] Tổ chức thiết lập các trại tại Thổ Nhĩ Kỳ vào năm 1922 nằm hỗ trợ quốc gia này trong một cuộc khủng hoảng tị nạn đang diễn ra, giúp ngăn ngừa bệnh tật và đói ăn. Tổ chức cũng lập ra hộ chiếu Nansen để làm một phương tiện nhận dạng những người không quốc tịch.[71]

Ủy ban về nghiên cứu địa vị pháp lý của phụ nữ tìm cách điều tra về tình trạng của phụ nữ trên toàn thế giới. Tổ chức được thành lập vào năm 1937, và sau đó trở thành một bộ phận của Liên Hiệp Quốc với tên gọi Ủy ban về địa vị của phụ nữ.[72]