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유리알 유희의 배경은 25세기 초반으로 유럽 중부의 가상의 주인 카스탈리엔은 수백 년 전 주변국들의 정치적 협의에 의하여 완전한 중립지대로 만들어져, 당대의 지성인들과 영재들의 안전한 연구처로 그 기능을 하는 곳이다.
제 1, 2, 3부로 나뉘는 소설 안에서 실질적인 줄거리는 2부 요제프 크네히트의 전기에 등장한다. 라틴어 학교의 학생이던 어린 요제프 크네히트는 학교 교사의 추천을 받아 카스탈리엔에서 이 작은 학교를 방문한 음악의 명인으로부터 특별한 시험을 받게 된다. 카스탈리엔 내부에 있는 중등학교로 가게 된 요제프는 친구 플리니오 데시뇨리와의 교제를 통해 변화하며 일개 학생에서 카스탈리엔의 대표자로 변모하게 된다. 청강생인 데시뇨리는 단순히 카스탈리엔의 교육을 체험하러 왔는데, 카스탈리엔이 추구하는 정신적, 교육적 가치에 크게 공감하지는 못한다. 이로 인해 요제프와 가끔 카스탈리엔과 속세의 가치에 대해 논쟁하게 되었고, 점차 요제프와 데시뇨리 두 사람이 각각 카스탈리엔과 세속의 가치를 대변하여 토론하는 양상이 되었다. 이들의 관계는 친구 이상의 것이었으나, 요제프 크네히트는 졸업하여 카스탈리엔 내의 상위학교인 발트첼로 진학하고, 데시뇨리는 청강생 생활을 청산하고 다시 속세로 나가게 되면서 오랫동안 끊어지게 된다.
데시뇨리와의 만남은 요제프가 바깥세상에 관심을 갖게 만들고 야코부스 신부는 추상적이고 이념적인 정신의 추구로부터 역사적이고 현실적인 사실에 눈뜨게 만든다. 그의 내면에서 일어나고 있던 각성과 그로 인한 회의에도 불구하고 교단은 그를 위계의 최고 자리인 유리알 유희 명인으로 임명한다. 데시뇨리는 카스탈리엔이 절대적인 이상향이 아님을 깨닫고 명인 퇴인 신청 후 친구 데시뇨리의 아들 티토의 가정교사가 되기로 한다. 그러나 크네히트는 교단을 떠난 지 이틀 만에 티토와 수영을 하러 갔다가 익사하고 만다. 단편으로서 뛰어난 완성도를 자랑하는 세 편의 이야기는 헤세가 이전의 소설들을 통해 구축해 왔던 헤세 문학세계의 깔끔한 종지부라 할 수 있을 것이다.