La police scientifique de Miami, le CSI, a fort à faire. Spécialisée dans les enquêtes criminelles ou les disparitions, ses membres sont tous d'éminents scientifiques qui s'appuient sur leurs connaissances en biologie, balistique, l'analyse des empreintes digitales ou encore des explosifs. Leur chef, Horatio Caine, une forte personnalité, est également spécialisé dans les affaires de déminage et d'incendies. Qu'il s'agisse du meurtre d'une famille entière, de la disparition d'étudiants ou de poseurs de bombes, l'équipe soudée travaille toujours d'arrache-pied.