Cette série relate les enquêtes de la brigade de nuit de la police scientifique de Las Vegas. Son chef, Gil Grissom, insiste beaucoup pour que les membres de l'équipe qu'il dirige s'en tiennent aux faits, ce qui lui donne l'image d'une personne sans émotion. Par contre, son attitude évite les conclusions hâtives.
Par exemple, dans l'épisode À vue d'œil, suite au décès d'une femme, plusieurs indices pointent vers son mari. En effet, il n'a jamais mentionné qu'elle avait disparu voici quelques années, mais affirme qu'elle est ré-apparue tout récemment pour disparaître à nouveau. Il semble mener durement ses enfants à la maison. Une police d'assurance-vie sur son épouse, dont il est bénéficiaire, a été remplie voici un peu moins de cinq ans et le montant sera versé dans quelques jours car une des clauses prévoie une prescription de cinq ans. Sa fille de 15 ans est probablement enceinte suite à un inceste et témoigne de son amour envers son père. Finalement, il est peu collaboratif envers les enquêteurs. Catherine Willows, ébranlée par autant d'indices, s'implique émotionnellement dans cette enquête. Au final, le téléspectateur découvrira que l'adolescente est éperdument amoureuse de son père (complexe d’Électre) et ne pouvait pas accepter le retour de sa mère.
Dans un autre épisode, Balle perdue, Warrick Brown participe à une enquête dans le but de déterminer qui a tué la fillette d'un ami proche. À cause de son inimitié de longue date envers un premier suspect, il pose des gestes qui interfèrent avec l'enquête. Lorsque son ami proche apprend l'identité de ce premier suspect, il le bat violemment et se retrouve derrière les barreaux. Plus tard dans l'épisode, Warrick apprendra qui a tué la fillette, un garçon renvoyé du centre d'aide animé par son ami proche. Une des conséquences inattendues de l'attitude de Warrick est la fermeture temporaire du centre d'aide, ce qui n'aide guère les jeunes défavorisés du quartier.
Ces deux exemples sont aussi un avertissement à l'intention des téléspectateurs. Il faut autant que possible s'en tenir aux faits lors d'enquêtes policières, sinon il devient tentant d'accuser un suspect détestable, ce qui risque de briser sa vie suite à une couverture médiatique. La série fait régulièrement ce rappel par les différentes situations explorées. A contrario, plusieurs épisodes montrent qu'en s'en tenant aux faits, et en découvrant le véritable coupable, le résultat n'est pas toujours aussi juste que les enquêteurs l'auraient souhaité, ce qui illustre le conflit qui peut naître entre vérité et justice.
Les personnages, du fait de leur spécialité scientifique, sont souvent décrits comme ne se consacrant qu'à leur métier particulièrement au détriment de leur vie privée. Cela est particulièrement vrai pour Grissom et Sara.
Plusieurs épisodes présentent deux enquêtes menées parallèlement, ce qui permet de mettre en valeur les talents de plusieurs spécialistes de la brigade. Également, plusieurs épisodes viennent de commentaires de différents participants à l'émission : scénaristes, cinéastes, etc.