Le docteur Mark Sloan aide un service de police à résoudre des enquêtes criminelles, en tant que consultant. Son fils Steve Sloan, policier très compétent, lui demande un coup de main pour résoudre les affaires difficiles.Mark travaille au Community General Hospital de Los Angeles avec Amanda Livingstone, puis Bentley, qui est une de ses amies, et sur qui il peut compter pour résoudre les enquêtes. Pendant les deux premières saisons, Jack Stewart assiste Mark, Steve et Amanda puis décide de partir exercer dans le Colorado. À partir de la troisième saison, Jesse Travis prend la relève.

Après avoir passé quelques années à Los Angeles, le Dr Jordan Cavanaugh revient à Boston, sa ville natale pour reprendre son ancien job au département de médecine légale de la police. Obstinée et forte tête, Jordan suit son intuition et mène sa propre enquête pour démontrer sa théorie...