CSI: Miami sigue muy de cerca el trabajo de un equipo de forenses del sur de Florida liderados por Horacio Caine (David Caruso), que utilizan tanto los métodos más modernos de investigación como las técnicas más antiguas para resolver todo tipo de crímenes. Lo importante es averiguar cómo se cometió un delito para poder descifrar todas sus claves y encontrar a los culpables. Todo ello en una ciudad como Miami, conocida por algunos como el norte de Cuba, un lugar donde las culturas se entrecruzan en medio de un clima tropical que favorece que las pasiones se desaten, y que los instintos más bajos del ser humano den lugar a los más horribles crímenes.