CSI: Miami is een drama dat een team van forensische onderzoekers uit Zuid-Florida volgt, die zowel geavanceerde wetenschappelijke methoden als ouderwets politiewerk gebruiken om misdaden op te lossen. Horatio Caine, een voormalig rechercheur moordzaken, leidt een groep onderzoekers die misdaden oplossen te midden van de broeierige tropische omgeving en culturele kruispunten van Miami. Zijn team bestaat uit Calleigh Duquesne, een tweetalige zuidelijke schoonheid gespecialiseerd in ballistiek; Eric Delko, een onderwaterbergingsdeskundige die alle ins en outs van de waterwegen van Florida kent; en Ryan Wolfe, een voormalig patrouilleofficier gespecialiseerd in bloed- en sporenmateriaal. Het team wordt aangevuld met Alexx Woods, de nuchtere betweterige lijkschouwer, en Natalia Boa Vista, de enigmatische DNA-specialist. Det. Frank Tripp, een stoere maar grondige politieagent, helpt Horatio met zaken. Samen verzamelen en analyseren deze onderzoekers het bewijs om misdaden op te lossen en wraak te nemen voor degenen die niet voor zichzelf kunnen spreken – de slachtoffers.