Mentes Criminosas mostra o trabalho diário de uma brigada de criminalistas de elite, pertencente ao FBI, cuja especialidade é analisar em profundidade a mente dos assassinos em série mais retorcidos do país, antecipando-se assim ao seu próximo ataque.

Quando não há mais vias de progresso num caso de assassínios em série, o FBI recorre à Unidade de Análise de Comportamento de Quantico (Virgínia). Enquanto os detectives normais estudam as provas do crime, esta unidade especial analisa o comportamento do criminoso para determinar o móbil do crime. A sua pesquisa realiza-se de dentro para fora, não através do exame das provas no laboratório, mas estudando o comportamento do delinquente, tanto no local do crime como no lugar onde ele vive ou trabalha, com a finalidade de saber como pensa e como vai agir.

De cariz psicológico, esta série é protagonizada por Mandy Patinkin, Thomas Gibson, Shemar Moore, Matthew Gray Gubler e Lola Glaudini.