比特币挖矿的本质，是全球矿工通过专用矿机进行海量哈希碰撞，争夺区块记账权，成功解题者获得比特币奖励与交易手续费的过程，这也是新比特币发行的唯一合法途径。
比特币网络运行的核心是去中心化账本，所有交易需被验证、打包并上链存储。当用户发起比特币交易，交易会被广播至全网，进入待处理的内存池。矿工的首要任务，便是从内存池中筛选、验证并打包约2000至3000笔有效交易，构建成一个候选区块。这个区块包含区块头与交易列表两部分，区块头尤为关键，其整合了前一区块的哈希值、本区块交易的默克尔根、时间戳、挖矿难度目标以及一个名为Nonce的随机数。
挖矿的核心竞赛，围绕区块头展开，采用SHA-256双重哈希算法，本质是一场工作量证明（PoW）的算力角逐。矿工需要不断变更区块头中的Nonce值，反复进行哈希计算，目标是生成一个小于系统设定难度目标的256位哈希值，直观表现为哈希值开头必须包含连续多个零。由于哈希函数具备不可逆性与雪崩效应，输入微小改动便会导致结果完全不同，矿工无任何捷径可走，只能依靠矿机进行每秒万亿次级别的暴力穷举尝试。率先找到有效哈希值的矿工，即成功“解题”，获得该区块的唯一记账权。
胜出矿工将新区块广播至全网，所有节点会快速验证区块内交易的合法性与哈希值的有效性，确认无误后便将此区块接在主区块链末端。随即，成功出块的矿工获得双重奖励，一是系统发放的固定区块奖励，2024年第四次减半后为3.125枚比特币，二是该区块内所有交易的累计手续费。为维持每10分钟出一块的稳定节奏，比特币网络每产出2016个区块（约两周），会依据全网总算力自动调整挖矿难度。算力提升则难度增加，算力下降则难度降低，确保发行节奏恒定。
挖矿硬件也历经数次迭代，从最初中本聪用普通CPU挖矿，到GPU、FPGA时代，再到如今专用ASIC矿机主导的阶段，算力呈指数级增长，个人挖矿已无优势，矿工多加入矿池协作瓜分收益。比特币总量被严格限定为2100万枚，伴随每4年一次的区块奖励减半，预计至2140年将全部发行完毕，此后矿工收益将完全依赖交易手续费。
