Suuri tuomaristo koostuu ryhmästä yksilöitä, joiden päätarkoitus on päättää, annetaanko syytös yksittäistä henkilöä vastaan. Tämä prosessi sen määrittämiseksi, annetaanko syytös vai ei, tunnetaan yleisesti suuren tuomariston tutkintana. Suuren tuomariston tutkinnan aikana suuri valamiehistö ei tee päätöstä tai johtopäätöksiä yksilön syyllisyydestä tai viattomuudesta. Se määrittää vain, onko olemassa todennäköinen syy tai tarpeeksi näyttöä siitä, että henkilö on saattanut tehdä rikoksen.
Suuret valamiehistöt valitaan usein samanlaisesta kansalaisjoukosta oikeudenkäyntilautakuntina, joka tunnetaan myös nimellä petit valamiehet, vaikka suuret tuomaristot koostuvat yleensä useammasta jäsenestä ja kokoontuvat yleensä pidempään kuin oikeudenkäyntilautakunnat. Suuren valamiehistön tutkinta koostuu yleensä syyttäjälakimiehestä, joka esittää todisteita ja kuulustelee todistajia, jotta asia saataisiin suurelle valamiehistölle syytteen antamiseksi. Suuren tuomariston jäsenet voivat myös esittää kysymyksiä todistajille. Yksi suuren tuomariston prosessin tunnusmerkeistä on salassapito; todistajien kuulustelujen aikana tutkittava ja hänen asianajajansa eivät yleensä ole läsnä. Tällä varmistetaan, että todistajat voivat vapaasti todistaa rehellisesti ja avoimesti ilman pelkoa kostosta.
Kun kaikki todisteet on esitetty ja kaikki todistajat on kuulusteltu, tutkinta aloittaa neuvotteluprosessin. Keskustelujen aikana kukaan muu kuin suuren tuomariston jäsenet eivät saa olla läsnä. Kun neuvottelut on saatu päätökseen, tuomariston jäsenet äänestävät siitä, uskovatko he, että on olemassa riittävästi todisteita syytteen nostamiseksi. Useimmissa tuomioistuinjärjestelmissä, joissa käytetään suuren tuomariston järjestelmää, jäsenten päätösten ei tarvitse olla yksimielisiä, mutta syytteen antaminen vaatii yleensä vähimmäismäärän ääniä.
Tuomariston alkuperä löytyy feodaalisesta Englannista, jossa varhaisimmat suuret tuomaristot koostuivat ritareista, jotka kutsuttiin tutkimaan väitettyjä rikoksia yhteisöissään. Suuret valamiehistöt mainittiin erityisesti englanninkielisessä Magna Cartassa 1215. Ajan mittaan suuren tuomariston tutkimuksen käsite kehittyi siitä, että yritettiin selvittää, kuka on saattanut tehdä rikoksen, ja päättäen, onko olemassa riittävästi todisteita syyttää jotakuta rikoksesta. Suuren tuomariston katsottiin siten keinona suojella syytetyn oikeuksia kohtuuttomalta syytteeltä liiallisen syyttäjän toimesta.
Vaikka ajatus suuresta tuomaristosta sai alkunsa Englannista, suuren tuomariston tutkimusta käytetään tyypillisesti vain nykyään Yhdysvalloissa. Suuren tuomariston käyttö mainitaan erityisesti Yhdysvaltain perustuslaissa, ja sitä vaaditaan kaikissa tapauksissa, joissa henkilöä tutkitaan liittovaltion tai kansallisen rikoksen vuoksi, josta voidaan tuomita vankeutta pidempään kuin yksi vuosi. Vaikka liittovaltion tasolla vaaditaan suuri valamiehistön tutkimus, vain noin puolet Yhdysvaltojen osavaltioista käyttää suuria tuomaristoja.