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.
Au cours d'une convention de science-fiction, le créateur d'une série est retrouvé mort. Hodges et Wendy, qui étaient sur place, donnent l'alerte. La victime projetait de réaliser une version moderne très controversée de la célèbre fiction Astro Quest. Les enquêteurs orientent leurs investigations vers les fans de la série originale. Hodges et Wendy éprouvent des sentiments de plus en plus forts l'un pour l'autre.