Анализ и синтез являются фундаментальными приемами исследования любого теоретического или практического объекта, будь то человек, предмет, сложный материальный комплекс или система деятельности. Анализ состоит в том, что объект мысленно расчленяется на составные элементы, каждый из которых затем исследуется в отдельности для того, чтобы затем соединить их посредством синтеза в целое, выявив, таким образом, новое знание об их связях и зависимостях. Анализ обеспечивает полноту и всесторонность исследования. В структуре любого криминалистического исследования выделяется аналитическая стадия, состоящая в движении мысли от общих к частным свойствам объекта. При этом полнота анализа достигается путем достижения такого уровня детализации признаков исследуемого объекта, на котором каждый из них представляет элементарный, т.е. неразложимый на другие более частные элементы квант информации о свойствах изучаемого объекта. Реализация этого требования особенно важна при исследовании микрочастиц, микрообъектов, кратких текстов, подписей и иных малоинформативных объектов, а также при общем дефиците криминалистической информации.
Синтезирующая стадия криминалистического исследования состоит в общей оценке выявленной на различных стадиях анализа информации с позиции конечной задачи исследования, например, при идентификации, является ли выявленная совокупность совпадающих свойств неповторимой, а выявленные различия – исключающими тождество.
Инструментами анализа и синтеза, а также системно-структурного подхода являются общенаучные и криминалистические классификации. Так, криминалистические классификации сложных объектов: почерка, письма, внешности человека, огнестрельного и холодного оружия, транспортных средств и т.п. успешно используются в ходе анализа, описания и оценки свойств указанных объектов в целях их распознавания, диагностики и идентификации.
Анализ и синтез являются фундаментальными приемами построения криминалистических информационных и доказательственных систем. Установление отдельного свойства объекта есть результат обобщения (синтеза) отражающих его признаков. Установление доказательственного факта (обстоятельства события) есть результат синтеза доказательств, содержащих информацию об этом факте. Установление главного факта и предмета доказывания является синтезом всей системы собранной по уголовному или гражданскому делу доказательственной информации.
При криминалистическом исследовании материальных объектов существенную роль играет система общенаучных методов наблюдения, измерения, описания и эксперимента,