Den tredje CSI-serie foregår langt fra Las Vegas' neonfacader og Miamis solbeskinnede strande. Vi er i et koldt og beskidt New York. Her bliver politiets tekniske laboratorium styret med hård hånd af Mac Taylor (Gary Sinise) og hans makker, Stella Bonasera (Melina Kanakaredes). De får hjælp af to unge efterforskere, Danny Messer (Carmine Giovinazzo) og Aiden Burn (Vanessa Ferlito). CSI: NY udmærker sig ved at have et helt unikt look, der klart skiller sig ud fra de andre serier. Stilen ligger tættere på CSI: Miami end på den oprindelige CSI, men hvor Horatio og hans folk fra Miami virker, som om de altid arbejder for at forhindre den næste forbrydelse, så er Mac og hans team præget af, at de bor i en by, hvor der er så meget kriminalitet, at det er umuligt at opklare det hele. Det bedste, de kan håbe på, er at fange de skyldige, efter forbrydelsen er begået.