Натаниэль боится Песочного человека, страшные сказки о котором ему рассказывали в детстве. Он верит, что Песочный человек действительно существует, что он производит опыты над детьми и что он приходит по ночам к его отцу. Однажды вечером он прячется в комнате отца. К отцу пришел адвокат Коппелиус. Он-то и оказался Песочным человеком. Вместе с отцом они взялись за свои опыты. От ужаса Натаниэль обнаружил себя. Коппелиус схватил его и начал выкручивать ему руки и ноги, чтобы изучить их устройство. Натаниэль потерял сознание и много дней болел после этого. А Коппелиус из города уехал. Через год он снова приехал к отцу Натаниэля и они принялись за свои опыты, но отец погиб в результате взрыва.

Мать Натаниэля взяла к себе детей дальних родственников, Лотара и Клару. Лотар стал лучшим другом Натаниэля, а Клара - его невестой.

Став взрослым, Натаниэль разыскал Коппелиуса, чтобы ему отомстить. Но теперь он скрывался под именем торговца барометрами Копполы, хотя профессор физики Спаланцанни убеждает его в обратном.

У профессора есть дочь - красавица Оливия. На балу Натаниэль знакомится с нею и влюбляется. Со временем выясняется, что Оливия - кукла, сделанная профессором и Коппелиусом. Натаниэль сходит с ума.