Washington. La dottoressa Temperance Brennan è un'antropologa forense di fama internazionale che lavora con il suo staff per il Jeffersonian Institute (ispirato allo Smithsonian Institution e alla sua reale collaborazione con l'FBI), oltre a essere una scrittrice di romanzi di successo ispirati alla sua professione. Un giorno Temperance viene contattata da un'agente dell'FBI, Seeley Booth, per aiutarlo a risolvere un caso di omicidio in cui il cadavere della vittima è in condizioni molto deteriorate (decomposizione, combustione e mummificazione), e per la cui identificazione è necessaria l'analisi delle ossa; i due avevano già lavorato insieme in passato e non si erano lasciati in buoni rapporti, ma decidono di mettere da parte il loro risentimento e tornano a collaborare. L'indagine viene presto risolta e, visti i risultati, da quel momento "Bones" ("Ossa" – così Temperance viene soprannominata da Booth) e la sua squadra iniziano a collaborare assiduamente con Booth e il Bureau per risolvere casi di omicidio all'apparenza molto complicati.