À Las Vegas, un groupe d'experts scientifiques de la police recueille des indices sur les scènes de crime pour résoudre des enquêtes complexes. Un temps conduite par Gil Grissom, un entomologiste qui garde toujours son sang-froid, l'équipe enchaîne les affaires délicates : meurtres sanglants, viols, disparitions, leur taux d'efficacité est impressionnant. D.B. Russell, qui prend la suite des opérations après le départ de Gil Grissom et l'intérim de Raymond Langston, tente de maintenir la réputation d'excellence du service.
Le corps d'un homme, totalement calciné, est retrouvé dans une tombe de fortune. Rapidement, les experts découvrent son identité : il s'agit d'un certain Bob Martin, qui a été blessé dans un accident avant de trouver la mort. Grissom et son équipe doivent déterminer comment il est passé de vie à trépas. L'autopsie révèle des traces de poudre de lessive sur le cadavre. Pendant ce temps, Nick cherche à élucider une autre affaire : le corps d'un randonneur a été découvert dans le désert. Or l'homme est mort noyé : un vrai casse-tête pour les experts, qui se trouvent face à une énigme particulièrement ardue...