Romanen utspelar sig i en dystopisk framtid där staten kontrollerar alla aspekter av medborgarnas liv. En mörk skildring av ett samhälle (Världsstaten) där individen bara är ett kugghjul i maskineriet. Ett samhället präglat av hjärntvätt, propaganda och övervakning där varje avvikelse är ett hot och bekämpas. Människor indoktrineras till att goda, lojala och framför allt lydiga samhällsmedborgare. Romanen utforskar temat av frihet kontra förtryck, och individens kamp för autonomi.
Huvudpersonen, Leo Kall, en kemist i en totalitär stat utvecklar ett sanningsserum kallat Kallocain. Sanningsserumet används för att avslöja medborgarnas innersta tankar och känslor, vilket leder till total övervakning. Folket drogas med Kallocain som främst är avsett att användas för att avslöja statsfientliga tankar.
Leo Kall kämpar med sina egna lojaliteter och samvetskval när han inser konsekvenserna av sin uppfinning. Han börjar ifrågasätta statens kontroll av folket. Hans fru Linda Kall delar hans tvivel och de båda börjar ifrågasätta statens ideologi. En underjordisk rörelse växer och de motsätter sig statens kontroll. Leos resa leder honom till en djupare förståelse för mänsklig frihet och värdet av personliga relationer.
Romanen avslutas med en känsla av både hopp och osäkerhet, där Leo och Linda ser en möjlighet till förändring trots den överväldigande kontrollen från staten.