Наука уголовного процесса тесно связана и с наукой уголовного права, особенно в вопросах обеспечения прав и законных интересов граждан, в использовании мер принуждения, в наличии у них общих принципов (законности, равенства граждан перед законом и др.), в наличии смежных взаимодействующих институтов, юридических категорий, понятий (состав преступления, уголовная ответственность, назначение наказания), в предупредительной и карательной роли материального и процессуального права и т. д. Между тем, нормы уголовного права реализуются только посредством применения уголовно-процессуальных норм.
Если сравнить уголовно-процессуальные и уголовно-правовые отношения, то между ними также имеются общие и различные черты. Так, и уголовно-процессуальные, и уголовно-правовые отношения связаны с готовящимся, совершаемым или совершенным преступлением. Однако уголовно-правовые отношения возникают только между государственным органом и лицом, которое совершило преступление, тогда как в уголовно-процессуальных отношениях участвуют государственные компетентные органы, уполномоченные на осуществление правоприменительной деятельности, а также участники уголовного судопроизводства со стороны обвинения, со стороны защиты и иные лица, оказывающие помощь в раскрытии и расследовании преступления.
Кроме того, уголовно-правовые отношения возникают вследствие совершения лицом общественно-опасного деяния (действия или бездействия), запрещенного Особенной частью Уголовного кодекса РФ; а уголовно-процессуальные отношения возникают вследствие поступления информации о совершенном или готовящемся преступлении. Таким образом, уголовно-правовые отношения порождают уголовно-процессуальные отношения, и только в установленном законом порядке лицо становится потерпевшим, подозреваемым, обвиняемым или каким-либо иным участником уголовного судопроизводства с определенными правами и обязанностями.
Не менее тесно наука уголовного процесса связана с наукой уголовно-исполнительного права. Уголовно-исполнительные отношения возникают только в результате вынесения уголовно-процессуальных решений и в процессе их реализации. Так, в период отбывания наказания могут возникнуть уголовно-процессуальные вопросы, связанные, например, с заменой неотбытой части наказания более мягким видом наказания; продлением, изменением или прекращением применения принудительных мер медицинского характера и др.