比特币挖矿的核心是SHA-256哈希竞赛，依托PoW工作量证明机制，通过ASIC矿机竞争记账权，以难度动态调整维持约10分钟出块，奖励含区块补贴与交易费，并依赖矿池提升收益确定性。
比特币挖矿的底层逻辑是工作量证明（PoW），核心是对区块头进行SHA-256哈希运算，寻找满足难度目标的随机数（Nonce）。区块头是80字节结构，包含前一区块哈希、Merkle根、时间戳、难度目标和Nonce，其中Merkle根是区块内所有交易的哈希摘要，能快速验证交易完整性。矿工先从内存池筛选有效交易，优先打包手续费高的，构建候选区块，再生成区块头，通过不断修改Nonce或ExtraNonce重复哈希计算，直到得到的256位哈希值小于网络目标值，这一过程类似彩票抽奖，算力占比越高，命中概率越大。
算力与难度是挖矿的核心技术参数。算力（Hashrate）指每秒哈希尝试次数，2026年4月初全网算力已达986.02EH/s，突破1ZH/s门槛，主流BitmainAntminerS21矿机算力约200TH/s，能效比低至17.5J/TH，而早期CPU仅几十MH/s，差距达数万倍。难度每2016个区块（约两周）自动调整，公式为Target=0xFFFF×2²⁰⁸/D，难度越高目标值越小，2026年2月曾出现14.73%的大幅上涨，3月随算力收缩回调，以此稳定约10分钟的出块时间，确保网络安全与发行节奏。
硬件与矿池是挖矿的关键支撑。技术路线已从CPU、GPU、FPGA演进至ASIC专用芯片，2026年4月Bitdeer推出SEALMINERA4系列，能效达9.45J/TH，BGIN的4nmBT1芯片完成流片，芯片工艺从7nm向3nm、2nm升级，同时浸没式冷却等技术进一步降低能耗。由于单人出块概率极低，矿工多加入矿池汇聚算力，主流分配方式有PPS、FPPS、PPLNS等，成功出块后按算力占比分配奖励，降低收益波动。
奖励机制与验证流程决定挖矿的经济与技术闭环。2024年比特币第四次减半后，区块补贴降至3.125BTC，每4年减半，叠加交易费构成矿工核心收入，2026年单区块奖励约3.625BTC。矿工找到有效Nonce后广播区块，其他节点验证Merkle根、工作量证明及共识规则，通过后接入最长链，交易获得确认。关机币价是关键指标，以S19XP为例，当前难度下约8.2万美元，S21约7.2-7.8万美元，电费与能效比直接影响盈亏。
