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Gil Grissom
Ancien responsable de l'équipe médico-légale de nuit a été promu à la tête du bureau de criminologie de Las Vegas (équipe de nuit) en tant qu'expert de niveau trois. C'est un homme discret sur sa vie privée mais son travail est sa vie : sa maison est son bureau, son bureau arrive jusqu'à la maison. Il est célibataire et n'a pas de relations particulières. C'est un enquêteur de la vieille école, avec ces 17 années d'expérience, c'est entre autre un expert en entomologie (science des insectes) s'en est même une passion qui envahit sa maison et son bureau. Il supervise une équipe de professionnels venus d'horizons très divers et prend souvent de gros risques pour les protéger de la hiérarchie, de leurs propres décisions professionnelles ou personnelles.

Catherine Willows
Catherine est une experte de niveau 3, c'est une scientifique expérimentée et a une grande connaissance du terrain puisqu'elle est native de Las Vegas. Elle jongle avec son métier, qui la passionne, et sa fille, Lindsey, qu'elle élève seule depuis sa séparation avec Teddy. Cette carrière de criminologue lui dévoile chaque nuit, un monde sordide, sombre et dangereux qui lui fait craindre pour sa fille et la pousse à la protéger d'avantage de Las Vegas. Catherine était autrefois une danseuse "exotique" dans les clubs de Las Vegas.

Warrick Brown
Warrick Brown est un expert de niveau 3. Il est célibataire et se méfie des femmes à cause d'une jeune histoire d'amour qui lui a brisée le cœur. Warrick est orphelin, il n'a jamais connu son père et a perdu sa mère à l'âge de 7ans. Élevé par sa grand-mère, il a reçu une éducation très stricte. Avant d'entrer dans la police scientifique, Warrick était coursier à Las Vegas...il a donc beaucoup de connaissance dans le monde des casinos. Il en a même une passion destructrice qui l'a mit en péril au sein de l'équipe. Il a donc beaucoup à prouver mais et doté d'un talent inné et d'une énergie naturelle. Il cherche toujours à en faire plus que ce soit dans son travail ou dans sa vie privée.

Nick Stokes
Nick est perpétuellement engagé dans une compétition bon enfant avec Warrick pour résoudre leurs affaires, tour à tour charmant et cassant, il reste néanmoins, très consciencieux et compétant dans son travail où il est expert de niveau 3.

Sara Sidle
Dernière recrue de l'équipe de nuit, Sara vient de San Francisco. C'est une investigatrice à l'esprit vif et qui ne se laisse pas marcher sur les pieds, même s'il lui arrive de faire certains écarts pour clore une enquête. Amie et ancienne étudiante de Grissom, Sara est prête à défier toute l'équipe dès son arrivé. Et bien qu'elle s'attende à être rejetée, elle exige le respect de ses collègues, même si elle est consciente du temps que cela peut prendre. Son côté cynique détonne parfois avec la sensibilité que demande le métier, mais Sara semble faire des efforts pour devenir plus compréhensive. Elle est notamment très "copine" avec Nick et attire le regard de notre laborantin Greg.

Jim Brass
Lors de l'épisode-pilote de la série, Jim Brass, qui dirigeait auparavant l'unité scientifique, est transféré au service des homicides. Même s'il n'est pas étranger aux méthodes de l'équipe de Grissom, avec laquelle il travaille en étroite collaboration, il incarne un type de policier plus traditionnel. Comme pour d'autres personnages de la série, son métier très prenant a lourdement affecté sa vie privée : il est divorcé et entretien des relations conflictuelles avec sa fille.

Greg Sanders
Greg est le technicien de laboratoire de l'équipe. Il s'occupe de toutes les analyses que lui donnent les experts. Il est très rapide et doué dans son travail même si parfois il manque de sérieux. Il a un petit faible pour Sara Sidle.