比特币挖矿机制依靠工作量证明共识完成全网记账，整体运行逻辑由交易打包、算力竞猜、难度动态校准、区块奖励减半四大模块共同组成，整套规则全部写入底层代码，不需要第三方机构进行管控，矿工依靠算力竞争获得记账权，同时完成全网交易确认与新比特币的产出。挖矿本质是矿工共同维护分布式账本的生产行为，算力投入越多，整条网络的抗攻击能力就越强。
全网交易首先会进入内存池等待打包，矿工从内存池中筛选待确认交易，通常会优先选择手续费更高的交易以此提升挖矿收益，随后把多条交易数据打包构建候选区块。区块内部会封装前一个区块的哈希值、时间戳、默克尔根以及随机数值，矿工借助专业矿机反复运行SHA‑256哈希运算，不断调整随机数值进行碰撞计算，直到算出的哈希结果低于全网设定的目标阈值，率先完成计算的矿工就拥有区块记账资格。区块成功打包广播之后，全网所有节点都会同步核验区块内交易的合法性，确认无误后新区块就会被写入整条区块链。
为了保证全网出块速度长期稳定在十分钟左右，比特币设置了自动难度调节规则，全网每挖出2016个区块就会完成一次难度重新核算，核算周期大致为两周。系统会统计上一个周期区块的实际产出时长，对比预设的十四天标准时长，算力提升导致出块速度过快时，全网挖矿难度自动上调，压缩区块产出速度；全网算力短期回落、出块效率下降时，难度随之降低，保障区块产出节奏平稳。协议同时设置了难度上下限，避免算力剧烈波动造成网络运行紊乱，长期来看全网算力稳步上行，挖矿难度整体保持上行趋势。
矿工完成记账之后能够领取双重收益，分别是系统发放的区块补贴与全网交易手续费。比特币初始区块奖励为50枚比特币，按照每产出21万个区块执行一次减半，大致四年完成一轮减半周期，第四次减半完成之后当前单区块奖励锁定在3.125枚比特币。减半机制严格约束比特币总发行量，全网总量上限固定为2100万枚，等到所有比特币全部挖出之后，矿工收入将完全依靠交易手续费支撑。算力的持续扩张不断抬高全网挖矿成本，个人独立挖矿已经很难获得稳定收益，当前绝大多数矿工都会加入矿池联合算力，按照算力占比瓜分区块奖励。
整套挖矿机制完整打通了安全保障、资产发行与交易清算三条主线，算力消耗转化为区块链底层安全成本，全网算力越高，发起51%算力攻击的投入成本就越高。随着减半周期不断推进，区块补贴收益持续收缩，矿工的盈利重心会慢慢转向交易手续费，长期运行之下比特币的发行通胀会持续走低，去中心化的运行框架不会因为矿工数量变动出现规则偏移。矿工的收益水平同时受到全网难度、电价成本、二级市场价格多重因素共同影响，算力关停与重启也会反向带动全网难度出现周期性波动。
