Le Docteur Temperance Brennan, romancière et anthropologue médicolégale hautement qualifiée, travaille à l'Institut Jefferson.
Le FBI fait appel à ses services dans le cadre d'affaires criminelles lorsque les méthodes traditionnelles d'identification des corps ne donnent rien. L'expertise de Brennan repose sur son étonnante habileté à déchiffrer les indices laissés sur les os des victimes.
Elle travaille en collaboration avec l'agent spécial Seeley Booth, ancien sniper de l'armée, qui se méfie de la science et des scientifiques. Il pense que les enquêtes criminelles se résolvent principalement grâce aux déclarations des témoins et des suspects.
La série est adaptée des romans de Kathy Reichs, romancière à succès et elle-même anthropologue judiciaire, qui fait vivre à son héroïne Temperance Brennan des enquêtes inspirées par son expérience.