麦克·泰勒（Mac Taylor）：盖瑞·辛尼兹（Gary Sinise）饰演，是纽约CSI团队的领导人，独身（剧中设定他的妻子死于911事件）。曾经在美军海军陆战队服役；他也曾经说过在这世界上最想做的事就是为国家服务。他与波纳席拉探员之间有着极其信赖的友谊关系。他是一名贝斯乐手，在一间爵士乐俱乐部中定期表演。他在第五季二十三集中欣然接受部下丹尼及琳赛请托，担任他们女儿的教父。
在第三季中，他与新加入的验尸官Dr. Peyton Driscoll有着感情的发展。但是第四季开始不久，两人却因为远距离而分手。
乔·唐娜文（Josephine Danville）：莎拉·华德（Sela Ward）饰演，第七季起自华盛顿特区联邦调查局转来的新任三级调查员副主管。个性幽默，在第七季第一集中刚到实验室时，便发现一具尸体，调查时发挥了她惊人的观察力。
因揭发和她共事12年的FBI探员法兰克·华特（Frank Waters）在侦办马修斯议员女儿被强奸案时销毁一份由他执行的鉴定结果失误的DNA文件，使该名强奸犯无罪释放，她也由华盛顿特区联邦调查局转调纽约市犯罪调查实验室为三级调查员副主管（第七季第三集）。
丹尼·麦瑟（Danny Messer）探员：卡明·乔文纳佐（Carmine Giovinazzo）饰演，这个角色被认为是电视系列剧里最复杂的一个。他在史坦顿岛的一个“意大利黑手党”家庭中被监视著长大（参见“Tanglewood”这一集），有着一套自己的混合道德观（介于违法者与执法者之间）。麦克亲自挑选丹尼加入这个团队，这对后者来说是项荣誉与责任，每天都为他带来不少压力。他生性多疑，不容易相信他人。佛列克探员是他的好友，可以说是他唯一愿意交附信任的人。丹尼对后加入的组员琳赛有好感，常戏谑地称她“蒙大拿（Montana）”来取笑她的乡村背景，随着剧情发展也衍生出两人的暧昧关系，其感情支线意外变成影迷们另一个注意的焦点。
第二季“法网恢恢”中，丹尼被卷入一宗十五年前的凶杀案。他的哥哥路易为得到真正凶手的证言，被痛打瘫痪成植物人，但成功地证明了丹尼的清白。在第五季第九集，丹尼以旁白的方式发展和琳赛的感情。两人在第五季第十七集公证结婚，由麦克跟史黛拉担任证婚人。 于第五季“Pay up”的最后一幕时，和CSI们在小酒吧里纪念因公殉职的Jessica Angell时遭受攻击不慎被子弹击中，于第六季起开始漫长的复健之路，但复健期间仍参与CSI办案。 薛尔登·霍克（Sheldon Hawkes）医检员：希尔·哈泼（Hill Harper）饰演，天才儿童，才18岁就从大学毕业；24岁获得外科医师执业执照。然而，因无法救回两个病人，从此放弃成为一个外科医生，成为一个医检员。在第2季里，霍克离开解剖室，改而从事现场调查工作。
在“Raising Shane”，他在一凶杀案中成为主要嫌疑犯，而整个团队也被要求移交此案件。但最后还是其他团员发现线索，证明了霍克的清白。
唐·佛列克（Don Flack）探员：艾迪·卡希尔（Eddie Cahill）饰演，来自一个世代从事执法工作的家族。他是纽约警局旧式办案风格与新时代的CSI之间的桥梁。他是个风趣的重案组探员，但是对嫌犯缺乏耐心。他的办案技巧常常接近法律容许的边界，不过总是蛮有效果的。他与丹尼·麦瑟是好友，总是愿意倾听后者的问题（参见“On the Job”这一集）。 在第二季的最后一集“炸弹客”中，他被凶杀案现场的炸弹严重地炸伤，到片终时仍然昏迷不醒。在第三季开始时他完全康复并回到工作岗位。在第五季出现他的妹妹。
琳赛·梦露（Lindsay Monroe）：安娜·贝尔纳普（Anna Belknap）饰演，鉴识科学家，在艾婷·波恩被解雇之后从蒙大拿州调过来。首次出现是在“Zoo York”这一集。来自中西部的琳赛是一名性格爽朗的女孩子，身手矫健，加入不久就完全融入了原来的团队。在第三季第十二集“Silent Night”中，她在刚到达凶杀现场后就立即离开，神情激动。及后她向史黛拉说出自己曾经是一件凶杀案中唯一的悻存者，而被害者当中有她的朋友。在第三季第十四集“Lying Game”中，她被要求回到蒙大拿为这件凶杀出庭作证，因而短暂地离开了团队。
丹尼不时表现出对琳赛的兴趣；第三季第三集“Love Run Cold”中，当丹尼向琳赛表示他对她有好感时，琳赛承认自己对丹尼也有好感，但因为个人的问题而不希望有进一步的发展。第五季的第九集琳赛怀孕，第十集丹尼求婚，但琳赛拒绝了，因为她认为丹尼还没准备好要结婚。但丹尼还是在第五季第十七集求婚成功，由麦克跟史黛拉担任证婚人，并于第二十三集诞下一女。
而在第九季第十三集中，Lindsay经过两次验孕测试和两次呕吐证明，自己再次怀孕了。
席德·汉默贝克（Sid Hammerbeck）医生：罗伯特·乔依（Robert Joy）饰演（第2季起），新来的医检员，他被形容为一个“半路出家的天才”，从厨师专职成医检员。为人风趣幽默，曾经因为在验尸时感染到核辐射而差点丧命。 第八季中卖了枕头的专利获得2700万美元，第九季向十个人捐款一百万。
亚当（Adam Ross）：A.J. Buckley饰演，实验室技师。在第4季虚拟世界杀人案中，他发挥电脑专长。第5季开始到现场勘验。童年遭受家庭暴力。第四季与实验室女技术员有短暂恋情。父亲患老年痴呆。 李纳德·吉尔斯（Leonard Giles）：杰·葛兰特·艾尔布莱区（J. Grant Albrecht）饰演，实验室主管，以前是个跑者，腰部以下瘫痪。
珍·帕森（Jane Parsons）：桑雅·瓦杰（Sonya Walger）饰演，实验室技师。
查德·温宁汉（Chad Willingham）：查德·林德勃（Chad Lindberg）饰演，实验室技师。
伊凡·赵（Evan Zao）医生：隆·袁（Ron Yuan）饰演（第2季起），在霍克医生改从事现场调查工作之后取代了他的工作。他被形容为一个“英俊、年轻、平易近人的医生”。
查克·香侬（Zack Shannon）：大卫·朱利安·贺须（David Julian Hirsh）饰演（第2季起），新来的实验室技师。
无名制服警察：葛瑞格·德哥斯丁诺（Greg D'Agostino）饰演（第2季起）。 艾婷·波恩（Aiden Burn）探员：凡妮莎·费丽托（Vanessa Ferlito）饰演，她土生土长于布鲁克林区，具有可以快速适应新情境的能力。
在第2季第2集“Grand Murder At Central Station”里被麦克解雇，理由是她的好友被一个凶犯奸杀，但是证据不足以将其绳之以法，艾婷意图变造证据。虽然她并未真的这么做，但是她有打开封条，这让她的诚信度遭到怀疑。麦克决定解雇她，因为她有危害整个CSI实验室诚信的风险。她同意了这个决定，因为她不知道如果还有下次，她是否能抵抗诱惑。在被解雇后，她独自继续搜索强奸犯的证据，结果被凶犯发现，并被杀害（第23集），CSI实验室的所有同僚万分悲痛，他们知道谁是凶手，但是却缺少关键证据。最后在艾婷被害时留下的重要证据，终于将其绳之以法。结案以后，CSI实验室的所有同僚聚到一个酒吧纪念她。 史黛拉·波纳席拉（Stella Bonasera）探员：美琳娜·卡娜卡瑞迪斯（Melina Kanakaredes）饰演，把自己完全奉献给工作。她常常被叫做“自由女神”，因为她强硬的个性、强烈的决心、以及高度的智慧使然。她是一半希腊、一半意大利血统的孤儿，从小在寄养家庭中长大。她跟麦克是非常好的朋友，总是担心他的生理与心理的状态。
第二季“全面通行”中，史黛拉被精神状态不稳的男友禁锢于她的家中，并且尝试杀害她。最后史黛拉被迫因自卫而开枪杀死男友，但她却受了很大的精神伤害。在第三季的“Heart of Glass”中，她被凶案现场的染血玻璃割伤，及后发现死者是艾滋病患者，她也有可能会被感染；在第20集“What Schemes May Come”中，检测由Adam Ross进行；在第21集“Past Imperfect”，得知检测结果为HIV阴性。在第四季第十六集中，史黛拉所住的公寓失火，牵扯出失踪儿童案。在第七季起因个人原因离开剧组。The 34th floor中交代了她到了新奥尔良当老板。 洁西卡·安琪（Jessica Angell）探员：Emmanuelle Vaugier饰演，她并不是CSI的成员，但与CSI的成员私交甚好。
安琪与第三季起即出现在CSI:NY，但一开始名字为Jennifer Angell，第四季起改名为Jessica Angell。 在第五季Pay up，Jess在带着证人Conner Dunbrook吃早餐时遭受攻击，受到严重的枪伤后送医不治。
