Medical Detectives beschäftigt sich hauptsächlich mit der Aufklärung von Verbrechen mit Hilfe von wissenschaftlichen Methoden interdisziplinärer Fachbereiche der forensischen Psychologie, Ballistik, forensischen Entomologie, Daktyloskopie, forensischen Odontologie, forensischen Serologie, DNA-Typisierung, Material- und Faseranalyse, forensischen Toxikologie, forensischen Handschriftanalyse, der Physik, der Biologie und der Chemie. In den Sendungen werden dabei Ermittler, Kriminaltechniker, Gerichtsmediziner, andere Fachspezialisten, unmittelbare Opfer und Zeugen befragt und erzählen aus ihrer Sicht den Verlauf und Lösung des Verbrechens. Außerdem werden Themen wie Unfälle und Epidemien gelegentlich angesprochen, deren Entstehung aus wissenschaftlicher Sicht interessant sind und einem Puzzle gleichen, das nur mit Hilfe von vielen Spezialisten gelöst werden kann.
