​Toimielimet

Kansainliiton päämajana toiminut, Palace of Nations; Palais des Nations, sijaitsee Genevessä, Sveitsissä. Nykyään siellä sijaitsee Yhdistyneiden kansakuntien Geneven toimisto, UNOG.

​Yleiskokous, the Assembly

Kaikilla jäsenmailla oli edustus Kansainliiton yleiskokouksessa. Kullakin maalla oli yksi ääni ja paikalla saattoi olla korkeintaan kolme osanottajaa. Yleiskokous järjestettiin yleensä syyskuussa, ensimmäisen kerran liitto kokoontui yleiskokoukseen Genevessä marraskuussa 1920.

Yleiskokouksen yksinomaisiin valtaoikeuksiin kuuluivat esimerkiksi uusien jäsenmaiden hyväksyminen, neuvoston vaihtuvien jäsenmaiden valitseminen sekä budjetin hyväksyminen. Esimerkiksi pääsihteerin nimittäminen sekä peruskirjan muuttaminen olivat asioita, jotka edellyttivät sekä yleiskokouksen että neuvoston myötävaikutusta. 

Yleiskokouksella oli kuusi eri aiheisiin keskittyvää pääkomiteaa:
1. perustuslailliset ja oikeudelliset kysymykset
2. tekniset organisaatiot
3. aseidenriisunta
4. budjetti- ja taloudelliset kysymykset
5. yleiset ja humanitaariset kysymykset
6. poliittiset kysymykset  

Yleiskokouksen kolmen ensimmäisen istunnon pöytäkirjat ilmestyivät erillisinä julkaisuina. Vuodesta 1922 alkaen pöytäkirjat julkaistiin virallisen lehden erityisliitteinä, special supplement. Samassa osassa julkaistiin myös resoluutiot eli päätöslauselmat.

​Neuvosto, the Council

Neuvoston päätehtävä oli kansainvälisten riitaisuuksien ratkaiseminen. Osittain toimivalta oli jaettu yleiskokouksen kanssa. Luonnollisesti neuvoston kokoonpanolla oli vaikutusta neuvoston toimintaan. Alun perin neuvostolla oli neljä pysyvää jäsenmaata: Iso-Britannia, Italia, Japani ja Ranska. Pysyvien jäsenmaiden määrässä oli vaihtelua eri vuosina. 

Vaihtuvien jäsenmaiden määrä kasvoi vuosien mittaan alkuperäisestä neljästä. Syksyllä 1936 yleiskokous hyväksyi jäsenmäärän nostamisen yhteentoista. Suomi valittiin kolmen vuoden kaudelle syyskuusta 1927 syyskuuhun 1930. Lisäksi Suomi valittiin jäseneksi joulukuusta 1939 huhtikuuhun 1946. 

Neuvosto kokoontui useita kertoja vuodessa istuntoon, lisäksi neuvostolla saattoi olla erityisistuntoja. Neuvoston ensimmäinen istunto järjestettiin Pariisissa tammikuussa 1920. Kaiken kaikkiaan neuvosto kokoontui vuosina 1920-1939 yli sata kertaa. Kokoontumispaikkoina olivat mm. Geneve, Lontoo ja Rooma. Ensimmäisen viidentoista istunnon pöytäkirjat julkaistiin erillisinä asiakirjoina. Tämän jälkeen, tammikuusta 1922, neuvoston pöytäkirjat resoluutioineen julkaistiin virallisessa lehdessä.

Sihteeristö, Secretariat

Sihteeristö huolehti järjestön päivittäisestä toiminnasta. Sihteeristöä johti pääsihteeri. Ensimmäiseksi pääsihteeriksi nimitettiin britti Sir James Eric Drummond (1919–1933). Muita pääsihteereitä olivat ranskalainen Joseph Avenol (1933–1940) sekä irlantilainen Sean Lester (1940–1946). Pääsihteeri julkaisi vuosittain liiton toimintaan liittyviä kertomuksia.

​Muita toimielimiä 

Pysyvä kansainvälinen tuomioistuin, Permanent court of international justice (PCIJ)
Kansainvälisen tuomioistuimen edeltäjä, pysyvä kansainvälinen tuomioistuin toimi vuosina 1922-1946. Tuomioistuimen ratkaisut ovat saatavilla kansainvälisen tuomioistuimen sivuilla. 

Kansainvälinen työjärjestö, International Labour organisation (ILO)
Kansainvälinen työjärjestö on jatkanut työtään, vaikka Kansainliitto lakkautettiin. 

Kansainliiton yhteydessä toimi useita toimijoita, kuten aseriisuntakomissio, mandaattikomissio ja pakolaiskomissio.