Een onderzoek verwijst naar het proces van het verzamelen van informatie om een bepaald doel te bereiken; bijvoorbeeld het verzamelen van informatie over de betrouwbaarheid en de prestaties van een voertuig voorafgaand aan de aankoop, om de kans op het kopen van een goede auto te vergroten. Toegepast op het strafrechtelijk gebied, verwijst een strafrechtelijk onderzoek naar het proces van het verzamelen van informatie (of bewijsmateriaal) over een misdrijf om: (1) vast te stellen of er een misdrijf is gepleegd; (2) de dader te identificeren; (3) de dader aan te houden; en (4) bewijs te leveren voor een veroordeling voor de rechtbank. Als de eerste drie doelstellingen met succes zijn bereikt, kan worden gezegd dat het misdrijf is opgelost. Verscheidene andere resultaten, zoals het terugvinden van gestolen goederen, het afschrikken van personen van crimineel gedrag, en het tevredenstellen van slachtoffers van misdrijven, zijn ook in verband gebracht met het proces.
Een nuttig perspectief op het strafrechtelijk onderzoeksproces wordt geboden door de informatietheorie (Willmer). Volgens de informatietheorie lijkt het strafrechtelijk onderzoeksproces op een strijd tussen de politie en de dader over misdaadgerelateerde informatie. Bij het plegen van het misdrijf zendt de dader “signalen” uit, of laat hij informatie van uiteenlopende aard achter (vingerafdrukken, beschrijvingen van ooggetuigen, moordwapen, enz.), die de politie door middel van opsporingsactiviteiten probeert te verzamelen. Als de dader in staat is de hoeveelheid informatie die de politie kan verzamelen tot een minimum te beperken, of als de politie niet in staat is de achtergelaten informatie te herkennen, dan zal de dader niet worden aangehouden en zal de dader dus de slag winnen. Als de politie in staat is een aanzienlijk aantal signalen van de dader te verzamelen, dan zal de dader worden geïdentificeerd en aangehouden, en wint de politie. Dit perspectief onderstreept duidelijk het belang van informatie in een strafrechtelijk onderzoek.
Het grote probleem voor de politie bij het uitvoeren van een strafrechtelijk onderzoek is dat er niet alleen potentieel enorme hoeveelheden informatie beschikbaar zijn, maar dat de relevantie van de informatie vaak onbekend is, de informatie vaak onvolledig is, en de informatie vaak onnauwkeurig is. Verder moet het bewijsmateriaal, wil het bruikbaar zijn om schuld te bewijzen voor de rechtbank (waar buiten redelijke twijfel de norm is), bepaalde andere kwaliteiten hebben, en moeten bepaalde regels en procedures worden gevolgd bij het verzamelen van het bewijsmateriaal.