Tā kā tiesvedība var ietvert jebkāda veida zinātni, jebkura veida zinātni var izmantot tiesu ekspertīzē. Tomēr ir dažas zinātnes, kuras, gatavojoties tiesu lietām, tiek pielietotas biežāk nekā citas. Daudzām no tām ir nepieciešama laboratoriskā izmeklēšana to piemērošanas laikā, un tie veido galveno tiesu medicīnas laboratorijas darbu.
Nozieguma vietā, vietā, kur tiek iegūti daudzi kriminālistikas pierādījumi, var atrasties pierādījumi, kas ietver ķermeņa šķidrumus, matus, šķiedras, zemi, kā arī pirkstu nospiedumus, pēdas, datorus utt. Tā rezultātā ir vairāki pierādījumu veidi. un disciplīnas, kuras parasti nodarbojas ar tiesu medicīnas laboratoriju. Viens veids, kā tos sadalīt četrās disciplīnu jomās: Dzīvības zinātnes — bioloģija un bioķīmija; Ķīmija — ķīmiskā un pēdu pierādījumu analīze; Farmaceitiskā – zāļu un toksikoloģiskā analīze; un modeļa pierādījumi.
Tomēr tiesu medicīnas laboratorijai var būt vairāk nodaļu. Piemēram, Ņujorkas štata kriminālistikas nodaļā ir desmit laboratorijas nodaļas ar dažādiem zinātnes virzieniem. Šīs sadaļas ir biozinātnes, izelpas pārbaude, dokumentu analīze. narkotiku ķīmija, šaujamieroči, kriminālistikas identifikācija, tostarp pirkstu nospiedumu noņemšana, kriminālistikas attēlveidošana, fotografēšana, toksikoloģija un pēdu pierādījumi. Citas nodaļas nodarbojas ar pierādījumu iegūšanu un lietu izskatīšanu. Ņujorkas štata gadījumā kriminālistikas laboratorija sniedz arī vairākus citus pakalpojumus, ne tikai analizē nozieguma vietu datus.
Biozinātņu nodaļa nodarbojas ar kriminālistikas DNS identifikācijas tehnoloģiju, audu un ķermeņa šķidrumu analīzi un ievada datus par DNS modeli nacionālajā kombinētajā DNS indeksu sistēmā, kas pazīstama arī kā CODIS. Izelpas pārbaudes vienība sagatavo visus risinājumus, ko Ņujorkas policija izmanto izelpas pārbaudes instrumentos, un uztur Alcotest, kas izmanto gan infrasarkano, gan elektroķīmisko analīzi katram izelpas paraugam.
Dokumentu nodaļā tiek analizēti dažādi dokumentu elementi, tostarp rokraksts, papīrs, tinti un dokumentu izgatavošanas tehnoloģijas, piemēram, rakstāmmašīnas, kopētāji uc Tie nodrošina arī Ņujorkas štata loterijas kvalitātes kontroli. Zāļu ķīmijas nodaļa izmanto hromatogrāfiju, spektrofotometriju un masas spektroskopiju, lai noteiktu, vai pierādījumi ir vai satur vielas, kas ir nelikumīgas vai kontrolējamas.
Šaujamieroču identifikācijas vienība, ko sauc arī par ballistikas vienību, analizē šāviņus, apvalkus, šāvienu atliekas un pārbauda šaujamieročus un citus ieročus. Tie arī atjauno sērijas numurus. Kriminālistikas identifikācijas vienība pārbauda pirkstu nospiedumus un atjaunina valsts mēroga automatizēto pirkstu nospiedumu identifikācijas sistēmu, ko sauc arī par SAFIS. Viņi izstrādā latentās izdrukas, izmantojot pulveri, ķīmiskas vielas, dažādus gaismas avotus un digitālos uzlabojumus.
Kriminālistikas attēlveidošanas vienība veic vecuma progresēšanu, veido zīmējumus no intervijām, veic galvaskausa rekonstrukciju, precizē neskaidras fotogrāfijas un sagatavo nozieguma vietu modeļus. Fotografēšanas nodaļa specializējas filmēšanas darbā, tostarp detaļu uzlabošanā, tiesas prezentāciju sagatavošanā un aerofotogrāfiju uzņemšanā.
Toksikoloģijas nodaļa analizē bioloģiskos paraugus ar gāzu hromatogrāfiju, masas spektrometriju, polarizāciju, imūntestu un citām metodēm, lai noteiktu zāļu, tostarp alkohola, esamību vai neesamību. Izsekošanas pierādījumu vienība palīdz gadījumos, kad ir stikla nogulsnes, nogulsnes pēc ugunsgrēka un negadījumu gadījumos.