Setiap senjata api memiliki karakteristik internal yang sangat spesifik, yang memungkinkan para ahli hukum menggunakan balistik forensik untuk menghubungkan sebuah peluru yang ditemukan di tempat kejadian perkara dengan senjata pengirimnya. Secara teknis, bagian dalam laras senjata api memiliki alur dan galangan (rifling) yang berfungsi untuk memutar proyektil agar stabil saat melesat di udara. Saat peluru melewati laras, logam proyektil yang lebih lunak akan tergores oleh permukaan dalam laras yang lebih keras. Goresan-goresan mikroskopis ini disebut sebagai striasi, yang berfungsi layaknya sidik jari bagi setiap senjata api secara unik dan tidak ada dua senjata yang menghasilkan goresan yang identik.
Dalam penyelidikan kasus penembakan, prosedur balistik forensik dimulai dengan pengambilan proyektil dari lokasi kejadian atau dari tubuh korban. Tim ahli kemudian akan melakukan “tembakan uji” menggunakan senjata yang dicurigai ke dalam tangki air atau blok kapas untuk mendapatkan peluru pembanding yang utuh tanpa kerusakan akibat benturan. Kedua peluru tersebut kemudian diletakkan di bawah mikroskop perbandingan (comparison microscope) untuk disejajarkan. Jika pola goresan striasi pada kedua proyektil tersebut memiliki kesesuaian yang presisi, maka dapat dipastikan secara ilmiah bahwa peluru di TKP berasal dari senjata api yang sedang diperiksa tersebut.
Selain goresan pada proyektil, balistik forensik juga menganalisis tanda pada selongsong peluru yang tertinggal. Bagian firing pin (jarum picu), ekstraktor, dan ejektor pada mekanisme senjata juga meninggalkan bekas unik pada bagian belakang selongsong saat proses penembakan terjadi. Analisis terhadap selongsong ini sangat berguna ketika peluru di TKP sudah hancur akibat mengenai benda keras, sehingga menyulitkan identifikasi melalui striasi laras. Dengan data dari selongsong, penyidik tetap dapat menentukan merk, model, hingga modifikasi tertentu pada senjata yang digunakan oleh pelaku, memberikan petunjuk yang sangat akurat bagi arah penyidikan selanjutnya.
Implementasi teknologi digital kini telah mempercepat proses balistik forensik melalui sistem database seperti IBIS (Integrated Ballistics Identification System). Sistem ini memungkinkan para ahli untuk memindai tanda unik pada peluru dan selongsong ke dalam komputer, yang kemudian secara otomatis mencari kecocokan di seluruh database kejahatan nasional maupun internasional. Hal ini sangat membantu dalam mengungkap kejahatan berantai atau melacak senjata yang berpindah tangan antar kelompok kriminal di berbagai daerah. Polri terus memperkuat kapabilitas laboratorium balistiknya agar setiap barang bukti senjata api dapat diproses dengan cepat dan memberikan kekuatan pembuktian yang tak terbantahkan di hadapan hakim.