CSI: Miami é um drama que acompanha uma equipe de investigadores forenses do sul da Flórida que usam métodos científicos de ponta e trabalho policial tradicional para resolver crimes. Horatio Caine, um ex-detetive de homicídios, lidera um grupo de investigadores que trabalham em crimes em meio ao ambiente tropical e úmido e aos cruzamentos culturais de Miami. Sua equipe inclui Calleigh Duquesne, uma beleza sulista bilíngue especializada em balística; Eric Delko, um especialista em recuperação subaquática que conhece todos os meandros das vias navegáveis da Flórida; e Ryan Wolfe, um ex-policial de patrulha especializado em sangue e evidências de vestígios. Completam a equipe Alexx Woods, a legista prática e sabe-tudo, e Natalia Boa Vista, a enigmática especialista em DNA. Ajudando Horatio nos casos está o Det. Frank Tripp, um policial durão, mas minucioso. Juntos, esses investigadores coletam e analisam as evidências para resolver os crimes e vingar aqueles que não podem falar por si mesmos — as vítimas.