CSI Miami es un drama que relata los esfuerzos de un equipo de investigadores forenses para resolver la mayor cantidad de crímenes, usando tanto métodos científicos de última tecnología así como antiguo trabajo policiaco. Miami es una ciudad marcada por el pluralismo racial y cultural y por un clima tropical, culpable, en ocasiones, de crímenes pasionales y de los más bajos instintos.
Esta serie está inspirada en la exitosa CSI: Crime Scene Investigation. El liderazgo del equipo está a cargo de Horatio Caine, un detective de homicidios quien ahora debe resolver los crímenes de esta ciudad tropical llena de encrucijadas culturales.
Los integrantes del equipo son: Calleigh Duquesne, una hermosa sureña bilingüe especialista en balística; Tim Speedle, un engreído investigador con muy buenas conexiones en las calles y Eric Delko, un experto en recuperación de cuerpos y objetos encontrados bajo el agua, quien conoce todos las vías navegables de la Florida al derecho y al revés.
El último integrante de este equipo es Alexx Woods, el médico forense sabelotodo. Megan Donner se une al equipo como la especialista en DNA cuya confianza en la ciencia choca constantemente con Caine, quien confía más en el instinto policiaco. Juntos, recogen y analizan cada evidencia que encuentran para poder resolver crímenes y vindicar la muerte de los que no pueden hablar por si mismos, las víctimas.
En la cuarta temporada aparecen nuevos personajes: Ryan Wolfe (Jonathan Togo), nuevo miembro del equipo, especializado en genética, encaja fácilmente en el grupo en un primer momento, pero su propio deseo de hacerlo bien crea conflictos y malestar entre el resto de compañeros. Por último trabajará con el equipo el detective Frank Tripp (Rex Linn), un policía de la vieja escuela con más de veinte años de experiencia en la calle y un instinto especial para resolver crímenes.
Los investigadores de CSI Miami buscan justicia por encima de todo y continuarán con su búsqueda, análisis y recolección de cualquier tipo de indicio o prueba que les permita defender la memoria de aquellos que no pueden hablar por sí mismos - las víctimas.

Personajes destacables:

• Ryan Wolfe (Jonathan Togo)
  El equipo liderado por Horatio Cane contará en su tercera temporada con la incorporación de un nuevo agente, el detective Ryan Wolfe (papel interpretado por Jonathan Togo), para cubrir la baja de uno de los miembros del equipo, que fallecerá en el primer episodio durante un tiroteo.
  
• Tim Speedle (Rory Cochrane)
  Tim nació en Siracusa. Su padre tuvo una cadena de restaurantes, gracias a los cuales, nunca tuvo problemas económicos. Su madre trabajó de asistenta social lo cual se verá reflejado en la actitud de Tim. Tiene un hermano pequeño, pero a penas pasa tiempo con él.
  
• Horatio Caine (David Caruso)
  Horatio Caine está dotado de un instinto especial para el crimen, lidera el equipo de forenses de la ciudad de Miami y se enfrentan a la resolución de casos en la ciudad estadounidense. Una ciudad marcada por el pluralismo racial y cultural y por un clima tropical, culpable, en ocasiones, de crímenes pasionales y de los más bajos instintos.
  
• Alexx Woods (Khandy Alexander)
  Desde pequeña estuvo a cargo de sus cinco hermanos mientras sus padres trabajaban. Calculadora y siempre dispuesta a ayudar a quien se lo pidiera, alexx tomó la decisión de ser médico con tan solo doce años, para poder ayudar a los demás.
  
• Eric Delko (Adam Rodríguez)
  El joven Eric es la más reciente adquisición del equipo forense. Delko es de origen cubano, y llegó a Florida cuando aún estaba en el vientre de su madre.
  
• Calleigh Duquesne (Emily Proctor)
  Calleigh es una prestigiosa experta en balística capaz de identificar a simple vista la pistola de la que provino algún casquillo encontrado en la escena del crimen. Su pasado quizá la predestinó, ya que sus padres fueron pistoleros fuera de la ley.
• Natalia Boavista (Eva LaRue)
  Natalia Boavista es una especialista de laboratorio experta en matemáticas que se incorporará al equipo de forenses tras ganar el concurso para una importante beca federal. Joven, inteligente y sexy, Natalia se encargará de los antiguos casos sin resolver y supondrá un soplo de aire fresco para los miembros del equipo, especialmente para Eric Delko (Adam Rodriguez), que comenzará en secreto una relación con la nueva becaria.
  

• Emily Procter - Calleigh Duquesne
• Khandi Alexander - Chief Medical Examiner Alexx Woods
• Sofia Milos - Detective Yelina Salas (2004-2005)
• Adam Rodriguez - Eric "Delko" Delektorsky
• David Caruso - Lieutenant Horatio Caine
• Kim Delaney - Megan Donner (2002)
• Jonathan Togo - Ryan Wolfe (2004-)
• Rory Cochrane - Tim Speedle (2002-2004)
• Rex Linn - Det. Frank Tripp
• Boti Ann Bliss - Valera
• Brian Poth - Tyler Jenson
• Sofia Milos - Detective Yelina Salas
• Brendan Fehr - Dan Cooper
• Eva La Rue - Natalia Boa Vista
• David Lee Smith - Rick Stetler
• Armando Valdes-Kennedy - Aaron Peters
• Shelli Bergh - Paula Muro
• Brooke Bloom - Cynthia Wells