24 è incentrata su una giornata dell'agente federale Jack Bauer del CTU (una fittizia agenzia governativa anti-terrorismo) di Los Angeles. Bauer è un agente dai metodi decisamente discutibili, che spesso si trova ad operare al di sopra delle regole, ma è sempre pronto a sacrificarsi e ad agire in prima persona per il bene della nazione. Ogni stagione della serie è caratterizzata da una minaccia per la sicurezza degli Stati Uniti d'America, che può essere di diversa forma (un attentato, un ordigno nucleare, un'epidemia batteriologica...), che il protagonista deve cercare di sventare, il tutto in 24 ore.

Angel, un vampiro centenario condannato ad avere una coscienza, lascia la cittadina californiana di Sunnydale e l'unica donna che abbia mai amato per trasferirsi nella città degli angeli, Los Angeles. Con tutto il male e le infinite tentazioni che si annidano sotto la facciata scintillante della città, Los Angeles si dimostra il luogo ideale per un vampiro decaduto in cerca di anime smarrite da salvare che, in cambio, cerca redenzione, riportando un po’ di speranza a coloro che sono intrappolati in una lotta personale contro i propri demoni.

Quando Ryan Atwood finisce in galera per aver aiutato il fratello a rubare una macchina, l'avvocato Sandy Cohen lo fa scagionare e lo ospita nella sua sfarzosa villa nella contea di Orange, dove vive con la moglie Kirsten e il solitario figlio Seth. Ryan, ragazzo di periferia, si scontra quindi con la ricca e viziata città di Newport Beach, facendo amicizia con Seth, il quale lo aiuterà ad integrarsi con i suoi coetanei: Marissa Cooper, la bella e tormentata ragazza vicina di casa dei Cohen, e Summer Roberts, della quale Seth è innamorato ma a cui non ha mai avuto il coraggio di rivolgere la parola.

Liz, Maria ed Alex sono tre amici sedicenni che vivono a Roswell, nel Nuovo Messico. Mentre lavora al Crashdown Café, il locale dei suoi genitori, Liz viene ferita mortalmente da un colpo di pistola sparato da un avventore durante una lite. Max Evans con il solo tocco di una mano cura la sua ferita salvandole la vita, l'unica traccia è un'impronta argentata. Durante la lezione di biologia Liz analizza la saliva di Max scoprendo cellule non umane. Max è costretto ad ammettere che lui, sua sorella Isabel e il loro amico Michael sono alieni e che la loro nave è caduta a Roswell nel 1947.

Una spia precedentemente inserita nella lista nera usa le sue abilità uniche e la sua formazione per aiutare le persone in situazioni disperate.

Brooke McQueen, una popolare cheerleader della Jacqueline Kennedy High School, e Sam McPherson, l'editore del giornale scolastico, sono agli antipodi. Quando i loro genitori single si incontrano e si fidanzano inaspettatamente, Brooke e Sam devono affrontare la loro nuova situazione oltre ai normali problemi delle adolescenti.

Il 6 ottobre 2009 tutte le persone in ogni angolo del mondo perdono i sensi per 2 minuti e 17 secondi. In questo periodo di tempo, ognuno vede il proprio futuro in una premonizione (un flashforward, appunto): 2 minuti e 17 secondi del 29 aprile 2010 (o del 30 aprile, a seconda del fuso orario). A Los Angeles, l'agente federale Mark Benford vede se stesso investigare proprio sul flashforward, analizzando i dati raccolti su una grande lavagna, un mosaico di foto, nomi, piste. Nel presente, questo suo ricordo lo aiuterà ad iniziare un'investigazione su cosa ha causato e cos'è stato il flashforward che ha mostrato il futuro a tutto il mondo. Mark, così come i suoi amici, i suoi colleghi e la sua famiglia, deve confrontarsi con la sua premonizione e interrogarsi sulle possibilità che il futuro si avveri o meno.

Richard Castle è uno scrittore di romanzi gialli che ha appena "ucciso" il suo personaggio più noto e si ritrova senza ispirazione, almeno fino a quando non è coinvolto in un caso di omicidio e rimane affascinato dalla detective Beckett, una donna con una tragica storia alle spalle che presto diventerà, suo malgrado, la musa ispiratrice di Castle.

Ogni episodio inizia con lo svolgersi di un crimine, cui deve indagare la squadra dell'FBI guidata da Don Eppes. Egli, trovandosi in difficoltà, chiede la collaborazione al fratello Charlie, genio di matematica e professore universitario di fama nazionale. I particolari messi alla luce dal lavoro matematico di Charlie sono sempre in qualche modo cruciali a risolvere i casi. Collaborano all'indagine altri personaggi, alcuni colleghi di Don, tra cui Terry Lake (prima stagione), una criminal profiler, altri di Charlie, tra cui Amita Ramanujan, una giovane e brillante laureanda in matematica, che Charlie sta aiutando con la tesi e di cui poi si innamorerà e Larry Fleinhardt, un professore di astrofisica suo collega con la testa spesso tra le nuvole.

Thomas Magnum, un ex Navy Seal, al ritorno dalla guerra in Afghanistan, decide di sfruttare le sue capacità e conoscenze per fare l'investigatore nelle splendide isole Hawaii.

Raylan Givens è un marshall dei giorni nostri ma con lo stile di uno sceriffo del XIX secolo e fa valere le legge a modo suo, mettendosi spesso in contrasto con i suoi capi del United States Marshals Service. Per questo viene trasferito nel distretto rurale del Kentucky Est, dove è nato e cresciuto, nei pressi della mineriaria Contea di Harlan.

Meredith Grey è una giovane ragazza di Boston che, dopo la laurea in medicina, riesce ad entrare nel gruppo di tirocinanti di chirurgia del Seattle Grace Hospital. Si trasferisce così a Seattle, nella vecchia casa appartenuta alla madre. Qui si ritrova a condividere questa nuova esperienza insieme ad un gruppo di giovani coetanei, tutti alle prese con i più svariati problemi. Meredith è figlia di Ellis Grey, una famosa dottoressa specialista in chirurgia generale, e sente molto il peso del suo cognome. La sera prima di iniziare il tirocinio, Meredith incontra in un pub Derek, un affascinante uomo con cui passa la notte; solo il giorno dopo scopre che in realtà lui è Derek Shepherd, neurochirurgo dell'ospedale, nonché suo supervisore. Meredith deve così districarsi tra lo studio e il lavoro per poter diventare un chirurgo, e i sentimenti che prova per Derek.