Зібрані під час слідчих дій матеріальні сліди, інші об'єкти-речові докази в переважній більшості випадків піддаються криміналістичним попереднім (доекспертним) та експертним дослідженням із метою отримання інформації про обставини злочину і злочинців. Ці дослідження здійснюються в лабораторних (зазвичай стаціонарних) умовах і провадяться із застосуванням техніко-криміналістичних засобів і методів, спеціально призначених для лабораторних досліджень, а також тих, що використовуються в процесі збирання доказів (частково).
За конкретним цільовим призначенням розрізняють техніко-криміналістичні засоби: 1) інструментальні:; 2) вимірювальні: 3) освітлювальні: джерела звичайного, ультрафіолетового, інфрачервоного, 4) відтворення зображень: фототехнічні засоби; 5) мікроскопічні: 6) фоноскопічні: 7) дослідження матеріалів і речовин 8) комп'ютеризації та автоматизації
Методи дослідження.Найбільш поширеними є фізичні методи, які збільшують можливості людського зору сприймати і вивчати слабковидимі та невидимі ознаки досліджуваних об'єктів. Значну групу становлять хімічні методи, сенс яких у визначенні хімічного складу об'єктів.
Біологічні методи (ботанічні, іхтіологічні, орнітологічні та ін.) застосовують для дослідження об'єктів рослинного і тваринного походження. Зазначені методи допомагають визначити відповідне походження, групову належність досліджуваних об'єктів.
Як складова деяких із названих методів або як самостійні застосовуються кібернетичні методи, що становлять спеціальні програми разом з комп'ютерним обладнанням, за допомогою яких автоматично відбуваються пошук необхідних даних, їх порівняння, розрахунки, необхідні для формування висновку. Процес "математизації" є характерним для галузі судових експертиз.