In Burgemeester Undercover gaan verschillende burgemeesters undercover in hun eigen gemeente om een langlopend probleem op onorthodoxe wijze te onderzoeken. Vermomd en bewapend met verborgen camera's probeert de burgemeester, geheel onopvallend, dichtbij de kern van het probleem te komen. Zonder dat zijn burgers het door hebben. Om zo het probleem zelf te ervaren en een passende oplossing te bedenken. Presentator Dennis van der Geest staat de burgemeesters bij tijdens hun undercover operaties. Hij denkt mee over een plan van aanpak, kijkt mee tijdens de acties en is het kritisch geweten van de burgemeester.