I en brottmålsprocess ska domstolen värdera den bevisning som framförs för att avgöra om åtalat ska bifallas eller inte, d.v.s. avgöra om den tilltalade är skyldig eller inte till den åtalade gärningen. Det är en grundläggande rättsprincip att den tilltalade betraktas som oskyldig till dess att motsatsen har bevisats. Detta betyder att åklagaren har full bevisbörda och att den tilltalade ska dömas för brott bara om det är ställt utom rimligt tvivel att han eller hon är skyldig. Det räcker till exempel inte att den tilltalade erkänner gärningen för att han eller hon ska kunna fällas till ansvar, utan det krävs att erkännandet vinner stöd av utredningen i övrigt. Samma höga beviskrav gäller för alla brottmål.
Inom svensk processrätt gäller principerna om fri bevisföring och fri bevisprövning. Fri bevisföring betyder att parterna i princip har rätt att åberopa all typ av bevisning och att alla typer av alla bevismedel är tillåtna för att finna sanningen. Fri bevisprövning i sin tur betyder att domstolen är fri i sin prövning av bevisen. Motsatsen till fri bevisföring är s.k. legal bevisteori, som betyder att endast en viss typ av bevisning är tillåten och att sättet att värdera bevis är reglerat i lag. Detta gällde i Sverige fram till början av 1900-talet och gäller ännu i vissa länder. Det finns några undantag till regeln om fri bevisföring. Det är exempelvis inte tillåtet att åberopa förhör med vissa yrkesgrupper i frågor där de har tystnadsplikt, som präster, advokater och läkare.
Det finns flera olika bevismedel. Förhör hålls med vittnen, där vittnet lämnar sin berättelse av händelsen inför rätten. Innan vittnena berättar vad de har sett och hört av händelsen är de skyldiga att avge vittnesed, där de försäkrar att de ska säga sanningen. Bryter de mot detta kan de dömas till fängelse för s.k. mened. Personer under 15 år, psykiskt sjuka personer och nära släktingar till den tilltalade avlägger inte ed. I vissa undantagsfall tillåts att vittnesförhör görs via telefon eller video, men huvudregeln är att det ska tas upp direkt i rättssalen. Förhör hålls även med den tilltalade och med målsäganden. Dessa får dock inte höras under ed, eftersom de kan frestas att tala osanning. Skriftliga bevis får också lämnas in till rätten. Detta kan vara t.ex. brev eller kontrakt. Rättens ledamöter kan även besiktiga t.ex. en plats eller ett föremål. Detta kallas för syn. Det finns även tekniska bevis som tillkommit med hjälp av tekniska hjälpmedel, som t.ex. radarkontroller i trafiken. Slutligen kan olika sakkunniga höras i rätten om exempelvis komplicerade tekniska frågor eller om den tilltalades psykiska tillstånd. När rättegången har avslutats ska rätten göra en samvetsgrann prövning av all bevisning som lagts fram i målet och avkunna dom.
I ett brottmål krävs att åklagaren bevisar att den tilltalade har begått gärningen. För de flesta brott räcker dock inte detta, utan åklagaren måste även bevisa att gärningsmannen haft uppsåt att begå gärningen. Ett exempel är mord där åklagaren inte bara måste bevisa att gärningsmannen dödat offret utan att han eller hon haft avsikt att döda offret. I andra fall räcker det med att åklagaren bevisar att den tilltalade varit oaktsam. Ett sådant s.k. oaktsamhetsbrott är t.ex. vållande till annans död.