A série traz as investigações de uma equipe formada por especialistas em detectar mentiras. As mínimas expressões e gestos são interpretados por esses cientistas do comportamento, que prestam seus serviços para diversas entidades, como o FBI, a polícia, empresas particulares ou mesmo pessoas que estejam dispostas a descobrir a verdade que alguém pode estar escondendo.

O grupo é liderado pelo Dr. Cal Lightman, um cientista que dedicou toda a sua vida ao estudo do comportamento humano. Lightman ainda conta com a ajuda da sua parceira e psicóloga Dra. Gillian Foster, além do pesquisador Eli Locker e de Ria Torres, uma mulher com o talento natural de interpretar as expressões humanas. Juntos eles formam uma equipe de verdadeiros polígrafos humanos.