Temperance Brennan, alias Bones, est une anthropologue de renom qui travaille à l'Institut Jeffersonian et qui écrit également des romans. Elle est capable de trouver les circonstances de la mort de victimes simplement en examinant leur squelette. Le FBI fait appel à elle pour enquêter sur des affaires délicates. Dans ses nouvelles fonctions elle est forcée de collaborer avec l'agent spécial Seeley Booth, qui se méfie des scientifiques. Mais malgré leurs différences, Brennan et Booth travaillent d'une façon particulièrement efficace quand ils sont ensemble.
Dans ses expérimentations scientifiques, Brennan est entourée de collègues tout aussi brillants: Angela Montenegro qui a créé un logiciel permettant de rendre compte de la scène du crime en trois dimensions, son assistant Zack Addy, un jeune prodige au QI exceptionnel, Jack qui est entomologiste et le docteur Daniel Goodman., directeur de l'institut.