美國采用辯訴交易制度，強調雙方律師在訴訟過程中的責任和作用。相應地，美國的刑事偵查制度也具有雙軌制的特點。所謂“雙軌”，就是“偵查”活動不是由檢方單方面進行，而是由控辯雙方分別進行。換句話說，控辯雙方都可以對案件進行調查取證，雙方至少在理論上有平等的權利和義務進行調查。由於辯方的調查實際上並不具有“調查”的性質，準確的說法應該是“刑事調查”或“刑事偵查”。
雖然法庭辯論往往是決定刑事訴訟結果的關鍵，但控辯雙方的“競爭”並不僅限於法庭。在大多數刑事案件中，雙方律師及其調查人員在審判前調查和收集證據。公訴律師(即檢察官)要求和指導警察調查刑事案件，收集證據；辯護律師聘請私家偵探或民事鑒定人調查案件事實，收集證據，包括勘查現場、詢問證人、檢查物證等。如果現場和物證已經被警方控制，辯護律師可以要求檢察官或者警方為調查或者檢查提供便利，法律規定後者不得對此設置障礙。在某些情況下，辯護律師甚至可以要求其他不參與本案調查的警察機構的人員勘查現場、檢查物證並出庭作證。
美國之所以能夠實行雙軌制的“調查”，除了采用辯訴訴訟制度的前提之外，還有三個條件:壹是社會上有大量的私人偵探機構和私人司法鑒定人，能夠滿足辯方調查取證的需要；第二，法律保障辯護律師在刑事訴訟初期可以接觸被告人，了解案情，使其有機會調查取證；第三，各地執法機構相互獨立，可能方便辯護律師調查取證。
誠然，雙軌制“考察”中的“雙軌制”是不對等的。壹般來說，控方的調查力度和條件都要優於辯方，所以在查明案情方面，辯方的調查往往只是控方調查的補充。換句話說，在雙方的“競爭”中，以檢察官為“領頭羊”、以警探為“主力陣容”的起訴團隊占據了主動出擊的位置。
美國大部分警察機構在刑事偵查中采取“兩步走模式”，即巡警負責案件的初步調查，刑警負責案件的後續調查。巡警接案的途徑主要有三種:壹是巡警在執行巡邏任務過程中發現了現行犯或重大犯罪嫌疑人；二是巡警在巡邏任務中接到受害人或相關人員的舉報；第三，警察總部在接到受害人或相關人員的報案後，會通知正在附近執勤的巡警趕到現場或詢問報案人。
有現場的刑事案件，巡警接手案件後應立即詢問被害人或證人，並負責保護現場。在某些情況下，巡邏人員還可以對現場進行初步勘察，以決定是否有必要邀請專業技術人員前往現場。前期勘查壹般限於靜態觀察現場情況，以免破壞現場的微量物證。美國的警察機構壹般都有技術人員負責現場調查。他們在現場調查中發現和提取的各種證據，都要交給實驗室人員檢驗鑒定。
巡警在完成初步調查後，應向警察總部提交壹份簡短的書面報告，內容包括案件的性質、現場情況、有關人員的陳述和已知的破案線索。警察總部指揮中心或刑偵部門的領導接到初查報告後，要結合現場勘查和技術鑒定報告(如有)對案件進行分析，然後根據案件的性質和破案的可能性決定是否立案偵查，並將立案偵查的案件按壹定的原則分配給不同的偵查部門或人員。
然而，自20世紀中期以來，特別是20世紀70年代以來，美國大中型警察機構出現了專門調查的趨勢。這些警察機構將調查人員分成幾個小組，分別負責調查謀殺、性犯罪、盜竊、搶劫、詐騙等案件，因此他們的案件分布也是基於案件類型。相反，采用廣義調查的警察機構沒有這種專業分工，因此它們的案件分配是基於管轄範圍的。
跟蹤調查是案件調查的主要內容，包括詢問證人、勘查現場、收集情報、發現線索、審查線索、搜查卷宗和各種秘密調查措施。美國的跟蹤調查壹般采取偵查員個人負責制，大案要案的跟蹤調查多由專案組負責。根據蘭德公司的調查，每個調查者平均有20至30個案件需要調查。這些案件可分為三類:第壹類是緊急案件，即掌握了重要線索，有望破案的案件；第二類是應辦案件，即無破案線索的重大刑事案件；第三類是未決案件，即沒有破案線索的輕微刑事案件。壹般來說，在接手壹個新案件後，偵查人員要進行壹些常規調查，比如詢問相關人員、查閱相關卷宗、安排“耳目”收集相關信息等。這些調查壹般不會超過三天，然後調查人員會根據情況對案件進行“分類”，決定是否繼續調查。所以，雖然每個偵查員手裏都有很多案子，但真正“活”的只有兩三個，其余都是“懸案”或者“死案”。
美國警方在刑事偵查中經常使用秘密偵查手段，包括變相偵查和誘奸偵查。例如，在1980年初，美國聯邦調查局發起了壹次“艾伯斯·卡姆”行動。壹名偽裝成阿拉伯石油大亨的代理人向國會議員行賄，導致壹名參議員和六名眾議員行賄，並牽連其他政府官員。再比如，佛羅裏達州的壹名法官在審理壹起詐騙案前，同意接受被告的賄賂，他自己被推上了被告席。後來，他得知被告實際上是壹名美國聯邦調查局特工。這些案件在美國社會引起軒然大波。盡管美國聯邦調查局的行動非常有效，但壹些人批評這是壹個具有誘人犯罪性質的“檢測陷阱”，因此這是執法機構不應該采取的行為。總之，如何規範警察的刑事偵查活動，既是壹個法學理論問題，也是壹個司法實踐問題。