Il est est le chef de la police scientifique de Miami. Il est spécialisé dans les incendies, les explosifs et le déminage. Horatio est né le 7 avril 1960 à Miami. Il est diplômé en biologie. Alors qu'il est âgé de 17 ans, sa mère est assassinée par un dealer. En aidant la police à résoudre cette enquête il trouve sa voie et entre ensuite dans la police. Il fera ensuite partie de la brigade de déminage avec pour mentor Al Humphries qui sera tué dans l'épisode 2 de la saison 1. Au cours de cet épisode, Horatio explique que Humphries lui a tout appris.
A la suite de la longue absence de Megan Donner, Horatio accepte de prendre la tête de l'équipe scientifique. Il est en effet conscient de l'importance des preuves matérielles, mais il avoue lui-même que la science est son point faible. ( saison 1 épisode 2 ). Horatio a un frère, Raymond, qu'il croit mort en service. Il prendra soin de sa belle-s½ur, Yelina, et de son neveu, Raymond Junior, jusqu'à ce qu'il découvre que son frère est encore en vie. Horatio Caine ne supporte pas la hiérarchie, et fait tout son possible pour protéger son équipe. Il est impitoyable avec les assassins, et d'une gentillesse rare envers les victimes, et les enfants. Il se mariera avec la s½ur d'Eric Delko, Marisol, qui sera vite assassinée. Très affecté, Horatio poursuivera son assassin jusqu'au Brésil...