При исследовании трупа, в отношении которого имеются подозрения о неестественном характере смерти, эксперт проводит внешний осмотр, описывая признаки смерти, стадии распада в зависимости от давности наступления смерти. Если точных данных о времени смерти нет, то его приблизительно можно установить по различным признакам: для недавно скончавшихся людей по температуре тела, высыханию роговицы и слизистых оболочек, по ригору (трупному окоченению).
На стадии осмотра посмертная судебно медицинская экспертиза трупа предусматривает поиск повреждений: разрезов, различных травм и ран, крови. На коже могут быть следы от инъекций, это маленькие точки, которые нужно внимательно выискивать. У утонувших на губах и ноздрях появляется мелкая пена.
Внутренние органы исследуются на предмет патологий и повреждений. Для всех жизненно важных органов создаётся описание их внешнего вида, размера, цвета оболочек. Так описываются сердце, лёгкие, желудок, печень, почки, мозг. Для исследования мозга вскрывается черепная коробка. Часть органов берут для биохимического исследования. Содержимое желудка и кишечника также описывается. На биохимическом исследовании, которое проводится обычно через несколько дней или недель после забора образцов, лаборант проверяет содержание токсинов в тканях. При обнаружении достаточных данных о возможном криминальном отравлении труп можно эксгумировать для дополнительной экспертизы.
Для гнилостных трупов, которые долгое время пролежали в земле, в воде, в траве, приблизительное время смерти устанавливается исхода из скорости распада органики и активности животных-некрофагов. Зимой распад трупа под открытым небом идёт медленнее чем летом, поскольку низкая температура замедляет жизнедеятельность бактерий, отвечающих за гниение в природе, также зимой нет насекомых, которые питаются трупами.
Даже по скелетированным останкам можно попытаться сделать предположение о времени смерти (наиболее близкая граница), о причине, если есть прижизненные переломы костей, несовместимые с жизнью; череп можно использовать для идентификации методом фотосовмещения, сверки по зубной карте, также в костях содержится генетический материал, по которому можно установить личность трупа, если есть предположения о ней.
В целях выявления преступлений против жизни исследование трупов проводится в очень многих случаях, даже когда смерть выглядит естественной.