第四季以一起“金属人”案开场：一具尸体被浇筑进工业钢锭中，只剩骨骼在高温下留下的微量矿物质痕迹。布伦南博士和她的团队必须通过牙齿、骨密度和同位素分析，还原死者的身份和死前轨迹。与此同时，本季贯穿了一条暗线：布斯探员的旧伤复发，可能导致他永久告别一线，而他的位置被一个不相信法医科学、只相信口供的新探员取代。布伦南与新探员的冲突贯穿整季，两人在“芝加哥地下室群尸案”、“核电站员工离奇失踪案”等大案中从对立到互相理解。季终集，失踪两年的实习生扎克突然现身，带来了一个足以颠覆整个实验室的惊天秘密。