La serie está protagonizada por la antropóloga forense y novelista Temperance Brennan (Emily Deschannel, El Álamo), personaje que Kathy Reichs (antropóloga forense en la vida real) creó para protagonizar una serie de novelas en las que la serie se basa muy libremente. Como detalle, el personaje protagonista de las novelas que escribe el personaje se llama precisamente Kathy Reichs. Brennan colabora de forma habitual en investigaciones criminales junto al agente especial Seeley Booth del FBI (David Boreanaz, en su primer papel fijo tras cinco años de protagonista en Angel), un ex-militar que confía más en el trabajo policial “a la antigua usanza” que en sus métodos científicos, por lo que tienen una relación tirando a conflictiva.
Arropando a Deschannel y a Boreanaz encontramos un nutrido reparto de secundarios incluyendo a Micaela Conlin como la mejor amiga de Brennan, Erich Millegan como Zach, su ayudante, y Jonathan Adams como su jefe. La nota curiosa del reparto la pone la presencia de T.J. Thyne, uno de los abogados de Wolfram & Hart durante la quinta temporada de Ángel, en el papel del entomólogo Jack Hodgins.
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