La mayoría de la gente estaría encantada de estar en las cálidas playas de Miami. Sin embargo, Michael Westen(Jeffrey Donovan) no es como la mayoría. Unos pesados del FBI le siguen los pasos, tiene una ex novia con cierta predisposición a la violencia y que todavía está resentida con él, y una madre hipocondríaca que lo llama 30 veces al día. Y esos son sus problemas más pequeños. Tras 10 años de servicios a su país trabajando en Europa del Este y los países de la OPEC como agente encubierto, Michael está viviendo la peor pesadilla de cualquier espía. Mientras está en medio de una peligrosa misión en Nigeria, el contacto de Michael le informa de que está «quemado». Cuando un espía es despedido, no recibe una llamada del departamento de recursos humanos ni le regalan un reloj de oro. En el caso de Michael, ponen en peligro su vida, congelan sus cuentas bancarias, lo dejan tirado en Miami y lo incluyen en todas las listas negras del gobierno que existen. Como no pueden quitarle sus habilidades ni todo lo que tiene en la cabeza, le quitan sus bienes y sus recursos para asegurarse de que no pueda volver a trabajar. Es decir, lo queman.

El Laboratorio del CSI de la Policía de Miami afronta cada investigación desde el análisis forense de la escena del crimen, combinando el uso de métodos científicos con el trabajo policial. Integrado por un equipo altamente calificado dirigido por el Teniente Horatio Caine,(David Caruso) conocido como "H" o "con H de Honesty" como Supervisor del turno de día, tiene entre sus principales componentes a Calleigh Duquesne, una experta en balística, Eric Delko, investigador experto en el análisis de fibras, Ryan Wolfe, Natalia Boa Vista y Walter Simmons. Junto a ellos, también trabaja el detective de homicidios de la Policía, Frank Tripp. La serie refleja también la compleja situación de la ciudad de Miami, combinando los casos de investigación policial con los derivados de la presencia de diversas bandas de procedencia extranjera.