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.
En regagnant son domicile, une employée de casino est agressée. Elle est battue et violée, mais survit miraculeusement à la barbarie de son tortionnaire. En mesure d'identifier l'agresseur, elle se rend au poste de police le plus proche, porte plainte et se soumet à un test ADN. Contre toute attente, les résultats de l'analyse innocentent le suspect. Grissom, dubitatif, est tenté de remettre en question l'infaillibilité de ces tests scientifiques. Mais il est contraint de remettre ses ruminations à plus tard : il doit en premier lieu venir en aide à un collègue en fâcheuse posture...