比特币挖矿本质是全网矿工依靠专业算力参与工作量证明机制，竞争区块链记账权，完成交易验证与新区块生成，并以此获取新生比特币与交易手续费奖励的全过程，并非物理层面挖掘虚拟资产，而是比特币去中心化账本的维护工作。比特币没有中心化机构负责记账清算，所有转账信息都需要全网节点共同确认，挖矿就是支撑这套体系运转的核心环节，矿工既是账本记录者，也是网络安全的守护者，通过持续投入算力资源，保证整个比特币网络不会被单一节点操控，所有交易数据公开可追溯且无法篡改。
整个挖矿流程围绕SHA-256哈希算法展开，矿工首先会从网络未确认交易池中筛选交易，优先选择手续费更高的交易进行整理核验，检查交易签名是否有效、账户余额是否充足，剔除重复转账、无效交易之后，把合规交易打包构建成候选区块，区块内部还会记录前一个区块的哈希值、交易默克尔根、时间戳以及可调整的随机数值。之后矿机开始进行海量哈希运算，不断更改随机数值，反复计算区块整体哈希结果，直到得出的数值低于全网动态调整的难度标准，这一步没有简化算法，只能依靠矿机算力进行暴力穷举，算力越高，找到符合条件数值的概率就越大。
比特币网络会平均每十分钟生成一个新区块，全网难度会根据整体算力高低自动调节，如果参与挖矿的算力大幅提升，系统就会提高解题难度，延长平均出块时间，算力下降则适当降低难度，始终保持十分钟左右的出块节奏。率先算出合格哈希值的矿工，会把完整新区块广播至全球所有比特币节点，其他节点会快速核验区块内交易合法性以及哈希结果是否达标，全部验证通过后，这个区块就会被连接到原有区块链之上，成为永久账本的一部分，整个记账流程就此完成。
矿工完成记账工作后可获得两部分收益，一部分是协议发行的区块奖励，比特币协议规定每挖出21万个区块奖励就会减半一次，初始每个区块奖励50枚比特币，经历多次减半之后，当前单个区块奖励为3.125枚比特币，全部比特币总量趋近于2100万枚，不会无限增发；另一部分收益是区块内所有交易产生的手续费，随着区块奖励不断递减，交易手续费会慢慢成为矿工主要收入来源。由于单人矿机算力在全网中占比极低，独立挖出区块的概率微乎其微，绝大多数矿工都会加入矿池，集合所有参与者的算力共同竞争，再按照每个人贡献算力的比例分配区块奖励与手续费。
矿机硬件的迭代也在不断推动挖矿行业变化，早期普通CPU、显卡都可以参与挖矿，随着全网算力持续暴涨，普通计算设备已经无法满足运算需求，现在只有专用ASIC矿机能够胜任比特币挖矿工作，这类设备专门针对SHA-256算法优化，运算效率极高，同时也会消耗大量电力，电力成本成为矿工运营成本里最重要的组成部分。
