אחד הכלים היעילים ביותר, אם לא היעיל מכולם העומד לרשותו של סניגור המנהל הליך להוכחת חפותו של נאשם, הינו החקירה הנגדית (Cross Examination). לנאשם הכופר באשמתו קמה זכות יסוד לחקור חקירה נגדית את עדי התביעה וכך להתמודד עם ההאשמות המופנות כלפיו תוך ניסיון להעמיד את אמינות העדים במבחן (ראו גם: ע"פ 5329/98 דג'אני נ' מ"י פ"ד נז(2), 273). בכוחה של החקירה הנגדית לחרוץ גורלות ולהטות את כף המאזניים במשפט לטובת או לרעת העומד לדין, ועל עורך-הדין המנהל הליך הוכחות לשקול האם כלל כדאי לערוך חקירה נגדית לעד זה או אחר, אם לאו.
במשפט הפלילי (שלא כמו במשפט האזרחי), לא מוגשים לבית-המשפט תצהירים המהווים עדות ראשית, אלא העד הוא זה שמעיד עדות ראשית בלשונו (ו/או מוגש מסמך מטעמו המהווה עדות ראשית, כדוגמת מזכר, דוח פעולה וכד') ולאחר מכן רשאי הסניגור לחקור את העד בחקירה שכנגד.
בחקירה הראשית התובע אינו רשאי לשאול את העד שאלות מדריכות ולהנחות את העד ("האם ראית את הנאשם בקרבת מקום האירוע?"), אלא עליו לשאול את העד שאלות פתוחות ("ספר לבית-המשפט מה אירע ביום רביעי האחרון") ולאפשר לעד להשיב על-פי זכרונו.
יש לזכור, כי את החקירה הנגדית יש לערוך באופן ראוי והוגן, או כלשון סעיף 38 לכללי לשכת עורכי-הדין (אתיקה מקצועית):
"לא ישאל עורך דין, בחקירה נגדית, שאלות הנוגעות למהימנותו של עד, במטרה להטיל דופי באופיו, ואשר אין להן, מבחינה אחרת, נגיעה לענין הנדון, אלא אם כן יש לחוקר יסוד סביר להאמין שהמשתמע מהשאלה הוא אמת או שיש לו בסיס נאות."
החקירה הנגדית מהווה "קרב חשיבה אינטלקטואלי" והינה בגדר אומנות של ממש, הדורשת מעורך-הדין ריכוז וקשב, עבודת הכנה מוקדמת ומקיפה, זיכרון טוב, יכולת אלתור, יצירתיות וכן משמעת עצמית.
לניהול חקירה נגדית יש המלצות לכללי "עשה ואל תעשה", ועורכי-דין רבים דוגלים בגישת "אל תשאל שאלה שאינך יודע את התשובה עליה", שמא התשובה שתתקבל תגרום לנזק בלתי הפיך לנאשם. האנקדוטה המיוחסת לכלל זה עוסקת במשפט בו הואשם אדם בתקיפה ועד הראיה נשאל על-ידי הסניגור האם ראה את הנאשם נושך את אוזנו של המתלונן. עד הראיה השיב בשלילה, בשלב זה נכון היה לסיים את החקירה, אולם עורך-הדין שאל שאלה אחת נוספת: "אז איך אתה יודע שהנאשם נשך את אוזנו של המתלונן אם לא ראית זאת?" והעד השיב: "כי ראיתי את הנאשם יורק את תנוך האוזן של המתלונן…".