NCIS : Enquêtes spéciales est, comme l'était JAG, basée sur l'histoire des vrais agents du NCIS, une des principales agences gouvernementales américaines, après le FBI, la CIA et le NSA. Avant la série, elle en était la moins connue. Cependant, le succès du show lui a apporté à la fois notoriété et une belle image de marque. Les acteurs, tels que Pauley Perrette, ont visité les bureaux de l'agence à San Diego. Enfin, la chaîne câblée Investigation Discovery a surfé sur le succès de NCIS en proposant une série documentaire "The Real NCIS", qui revient sur les enquêtes les plus marquantes de l'agence (émission diffusée en France sur Planète Justice). Le NCIS a, comme indiqué dans la série, une agence en France, elle se trouve à Marseille. Pour aller plus loin, l'agence américaine à son propre site internet.
Pauley Perrette, qui incarne Abby, la spécialiste scientifique de la série, est elle-même diplômée en science, spécialisée dans l'analyse scientifique des scènes de crimes.
L'interprète de Timothy McGee, Sean Murray, est en fait le beau-fils de Donald P. Bellisario. La fille de ce dernier, Troian Avery Bellisario, qui joue la soeur de McGee dans la série, est donc sa demi-soeur dans la réalité.
De plus, dans l'épisode "Retrouvailles", l'acteur qui interprète Gibbs à l'âge de 18 ans n'est autre que Sean Harmon, le fils de Mark Harmon.
Lorsque Gibbs travaille sur son bateau dans sa cave, ce ne sont pas des accessoires de cinéma qui sont utilisés. En effet, Mark Harmon apporte ses propres outils, qu'il utilise, aussi, sur son temps libre. De plus, les T-shirts qu'il porte lors de ces séquences ne sont pas, non plus, sélectionnés par la costumière de NCIS. Ce sont des vêtements envoyés à Mark Harmon par les différentes agences gouvernementales des États-Unis.
Michael Weatherly a joué en 2004 le rôle de Robert Wagner dans le téléfilm Natalie Wood - Le prix de la gloire consacré à la mort mystérieuse de son épouse. Il est amusant de noter que Robert Wagner en personne interprète le père de DiNozzo (le personnage joué par Weatherly) dans l'épisode 12 de la saison 7 ("Flesh and Blood").
Le père de DiNozzo lui a coupé les vivres lorsqu'il avait 12 ans... Dans la réalité, le papa de Michael Weatherly, l'interprète de DiNozzo, a lui aussi fermé le robinet à argent lorsque son rejeton a décidé de devenir acteur...
Des clins d'oeil ont été glissés au cours des épisodes de NCIS. Dans l'épisode "Vengeance d'outre tombe", Kate demande à Gibbs à quoi ressemblait Ducky dans sa jeunesse. Gibbs lui répond à "Illya Kuryakin". Or Illya Kuryakin est un personnage de la série Des agents très spéciaux qui était joué par David McCallum, l'acteur qui interprète Ducky dans NCIS.
Dans un autre épisode, le personnage incarné par Michael Weatherly fait remarquer à propos d'une jeune femme qu'elle est belle mais sans pour autant ressembler à Jessica Alba. Durant un temps, Michael Weatherly fut fiancé à Jessica Alba et lui donna même la réplique dans Dark Angel.
Un autre épisode fait référence à la carrière de Mark Harmon. Alors que Gibbs tente de résoudre des mots croisés, il demande de l'aide à Tony sur cette définition "Une série télé, en 8 lettres". Tony répond Hôpital St Elsewhere, qui fait bien plus de 8 lettres, mais il s'agit d'une série dans laquelle Mark Harmon a joué durant 3 saisons.
Lors de la première saison, le titre original était Navy NCIS. Par la suite, le Naval s'est transformé en N pour devenir NCIS. En effet, les responsables de CBS craignait que la série ne soit confondue avec la franchise à succès des Experts qui s'intitule en anglais CSI.
NCIS : Enquêtes Spéciales est un spin-off de JAG. Le double-épisode (20-21) de la saison 8 de JAG sert de pilote à NCIS. Les personnages de la série dérivée y sont introduits !
Dans l'épisode Trafic en haute mer de la 1ère saison, les plans à l'intérieur de l'hélicoptère de secours ont été tournés pendant un véritable sauvetage de la Royal Australian Navy : celui du navigateur britannique Tony Bullimore, l'un des naufragés du "Vendée Globe" 1996-1997.
En mai 2007, CBS remercie Donald P. Bellisario, qui quitte définitivement la production de NCIS : Enquêtes spéciales. Cette décision est la conséquence de tensions entre le célèbre producteur et la star de la série Mark Harmon. Excédé par la gestion chaotique de Bellisario, éreinté par les heures supplémentaires qui en résultaient, Harmon avait menacé de quitter la série ! Il semblerait qu'il ait gagné le bras de fer...
Beaucoup de références sont faites dans NCIS à son créateur, et nabab de la série télévisée américaine, Donald P. Bellisario. DiNozzo (Michael Weatherly) cite Supercopter et Magnum comme ses deux séries préférées ; toutes deux ont été créées par Bellisario lui-même. En outre, sa photo est placée sur le mur des criminels les plus recherchés...
Les bureaux du NCIS sont situés à Washington, on voit d'ailleurs à la fin du générique de début le Capitole, symbole de la capitale des Etats-Unis. Mais la série est elle tournée à Santa Clarita, en Californie.
NCIS ne fait pas son âge ! Et les audiences ne cessent de croître de saison en saison ! Tous les chiffres en un clin d'oeil :
Saison 1 : 11,84 millions de téléspectateurs américains de moyenne
Saison 2 : 13,63 millions
Saison 3 : 15,3 millions
Saison 4 : 14,5 millions
Saison 5 : 15,65 millions
Saison 6 : 17,89 millions
Saison 7 : 19,33 millions