L'équipe des profilers étudie les comportements et les esprits torturés des criminels les plus dangereux du pays, afin d'anticiper les crimes d'un éventuel tueur. Chaque membre de cette unité d'élite a sa personnalité, son histoire mais aussi sa spécialité. Ils sont tous dépendants les uns des autres et les résultats dépendent aussi de cette complémentarité.

À la tête de cette équipe du NCIS, qui opère en dehors de la chaîne de commandement militaire, l'agent Special Leroy Jethro Gibbs, un enquêteur qualifié dont les qualités sont d'être intelligent, solide et prêt à contourner les règles pour faire le travail. Travaillant sous les ordres de Gibbs, on retrouve l'agent Anthony DiNozzo, l'agent Abby Sciuto et le Dr Donald "Ducky" Mallard. De meurtre en espionnage anti-terrorisme et sous-marins volés, ces agents spéciaux parcourent la planète pour enquêter sur tous les crimes ayant un lien avec l'US Navy ou l'US Marine Corps.