Gil Grissom, el oficial superior del CSI, encabeza el equipo de investigadores de la oficina criminalista de Las Vegas. El resto del equipo lo forman Catherine Willows, una madre divorciada que tiene que hacer malabarismos para compaginar su trabajo con la tarea de cuidar de su hija, y Warrick Brown, Nick Stokes y Sara Sidle, todos ellos jóvenes y dedicados investigadores que también cuentan con la ayuda del capitán Brass, de Homicidios.

Los miembros de CSI (Crime Scene Investigation) no buscan al asesino, como cualquier otra unidad de policía, su tarea es averiguar el cómo, más que el quién lo hizo. Ellos ya fueron policías convencionales, ahora son forenses. Utilizan la ciencia, pero no pueden escapar a su instinto e intuición, aunque a veces eso les complique tremendamente la vida. Cada vez que se comete un crimen, Gil Grissom y su equipo entran en acción.