Grey’s Anatomy is een Amerikaans medisch televisiedrama dat op 27 maart 2005 zijn debuut maakte op de Amerikaanse televisiezender ABC, als een tussentijdse vervanging van Boston Legal. Bij het maken van de show legden de producenten de nadruk op het castingproces. De serie werd gedurende zeventien seizoenen uitgezonden en concentreert zich op het fictieve leven van chirurgische stagiaires en assistenten, terwijl ze zich geleidelijk ontwikkelen tot doorgewinterde artsen, terwijl ze proberen hun persoonlijke leven te behouden. Shonda Rhimes, die samen met Betsy Beers, Mark Gordon, Krista Vernoff, Rob Corn, Mark Wilding en Allan Heinberg als uitvoerend producent optreedt, ligt aan de basis van de serie. De serie wordt voornamelijk gefilmd in Los Angeles, Californië.
De serie is gemaakt om raciaal divers te zijn, door gebruik te maken van een kleurenblinde castingtechniek. Alle rollen in de serie zijn gecast zonder dat het ras van de personages vooraf was bepaald, in overeenstemming met Rhimes’ visie op diversiteit. De hoofdrolspeelster van de serie, Meredith Grey, wordt vertolkt door Ellen Pompeo. Pompeo speelde de hoofdrol in Moonlight Mile, wat het belang van haar rol als Meredith verklaart. Meredith moet werken onder Miranda Bailey, het enige personage dat is ontwikkeld met een raciale beschrijving in gedachten, die wordt vertolkt door Chandra Wilson. Over Wilson’s toevoeging aan de cast zei Rhimes, “is precies wie Miranda is.” De andere stagiaires die met Meredith onder Bailey werken worden samen met Cristina Yang, George O’Malley, Izzie Stevens, en Alex Karev gespeeld door respectievelijk Sandra Oh, T.R. Knight, Katherine Heigl en Justin Chambers. Chambers’ personage maakte oorspronkelijk geen deel uit van de pilot, maar werd later toegevoegd als de vijfde en laatste stagiair. Oh was aanvankelijk gevraagd om het personage van Bailey te spelen, maar werd tijdens de auditie onder druk gezet om in plaats daarvan voor de rol van Cristina te lezen. Veel acteurs lazen voor de rol van Dr. Derek Shepherd waaronder Isaiah Washington, maar toen Patrick Dempsey voor de rol las, “was hij gewoon perfect”, volgens Rhimes. Washington werd gecast als Burke, omdat de oorspronkelijke acteur om Burke te spelen zich moest terugtrekken.
Het tweede seizoen markeerde de introductie van Eric Dane als leidende plastisch chirurg Dr. Mark Sloan en Sara Ramirez als ortho-resident Dr. Callie Torres. Zij werden aanvankelijk gecast als terugkerende personages, maar kregen beiden een hoofdrol bij de opening van het derde seizoen. Ramirez werd gecast nadat leidinggevenden van ABC haar een rol hadden aangeboden in de netwerk show van haar keuze, Dane had eerder zonder succes auditie gedaan voor een rol in de pilootaflevering. Kate Walsh kwam ook bij de show in seizoen twee, nadat ze een gastrol had gespeeld in seizoen één als Dr. Addison Montgomery, de vervreemde echtgenote van Derek. Ze verlaat de show aan het einde van het derde seizoen om haar eigen spin-off medisch drama Private Practice te beginnen. Burke vertrekt aan het einde van het derde seizoen, en wordt vervangen door Erica Hahn gespeeld door Brooke Smith, die de show verlaat tijdens het vijfde. Chyler Leigh, verschijnt voor het eerst in het derde seizoen als de halfzus van Meredith, Lexie Grey.
Kevin McKidd, die Dr. Owen Hunt speelt, is een vaste speler in de serie, nadat hij oorspronkelijk was gecast voor een specifiek verhaal in seizoen 5. Jessica Capshaw krijgt de status van series regular aan het begin van het zesde seizoen na het spelen van de pediatrische Arizona Robbins in seizoen 5. Na de dood van O’Malley en het vertrek van Stevens komen Jesse Williams en Sarah Drew bij de cast als nieuwe bewoners van Mercy West Jackson Avery en April Kepner hebben beiden hun seriedebuut gemaakt als terugkerend personage in het zesde seizoen. Kim Raver, die in het zesde seizoen was gecast als terugkerend personage Dr. Teddy Altman, kreeg later in het seizoen een hoofdrol.
In het tiende seizoen werd de nieuwe lichting stagiaires die in het negende seizoen waren geïntroduceerd, een vaste rol in de serie toebedeeld, waaronder Camilla Luddington als Dr. Jo Wilson, Gaius Charles als Dr. Shane Ross, Jerrika Hinton als Dr. Stephanie Edwards, Tessa Ferrer als Dr. Leah Murphy met uitzondering van Tina Majorino als Dr. Heather Brooks (die overleed tijdens de finale van seizoen 9). Caterina Scorsone werd opgewaardeerd tot seriemedewerker om haar rol als Dr. Amelia Shepherd, één van de vier zussen van Dr. Derek Shepherd, voort te zetten. Scorsone speelde eerder Dr. Amelia Shepherd sinds het zevende seizoen als een terugkerende rol. Kelly McCreary als Dr. Maggie Pierce werd gepromoveerd tot een vaste rol in de serie nadat ze tot de elfde aflevering van het elfde seizoen als gastrol te zien was geweest. De cast heeft vele prijzen en nominaties ontvangen, waaronder een Screen Actors Guild Award voor Outstanding Performance by an Ensemble in a Drama Series, een Golden Globe Award voor Best Television Series – Drama, en talrijke Primetime Emmy Award-nominaties voor individuele castleden.