《海军罪案调查处第四季》围绕隶属于五角大楼特别部门的NCIS特工小组展开。这个团队负责调查一切有证据显示与美国海军或海军陆战队人员有关的犯罪案件，无论涉案者的军衔、职位高低。
带领团队、同时独立于海军指挥系统之外的，是NCIS特工Leroy Jethro Gibbs（Mark Harmon饰）。作为经验丰富的调查员和审问专家，Gibbs机敏果断、作风强硬，为完成任务有时也会打破常规。直接接受他指挥的Anthony DiNozzo特工（Michael Weatherly饰）曾是重案组探员，丰富的办案经历让他拥有敏锐而出色的直觉。加入两人的还有Kate Todd（Sasha Alexander饰），她是一名美丽坚强的前特勤处特工，曾在NCIS第一季第一集中与Gibbs正面交锋。此外，团队中还有负责技术分析工作的Abby Sciuto（Pauley Per...饰）。
