比特币挖矿整套规则全部写在底层协议代码中，核心围绕工作量证明机制运行，包含算力竞赛、难度动态调节、区块奖励分配、区块打包校验、链上共识确认五大核心维度，所有规则由全网节点共同执行，不存在中心化机构修改或者干预，矿工只有完全遵守协议条款，产出的区块才会被网络认可并获取对应收益。
算力竞赛是挖矿最基础的运行规则，比特币采用SHA‑256哈希算法开展工作量证明竞争，矿工需要收集交易池内尚未确认的交易，组装成为候选区块，持续更换区块头内的随机数nonce反复做哈希运算，直到算出的哈希结果小于网络设定的难度目标才算解题成功。哈希运算结果具备完全随机性，不存在捷径可以推算答案，只能依靠矿机算力暴力试算，谁的算力占全网比例越高，率先匹配目标值拿到记账权的概率就越大。矿工成功算出结果后，会把完整区块向全网广播，其余全节点快速校验结果，校验通过之后该区块就正式接入区块链，竞争随即开启下一轮。
为维持平均十分钟出一块的网络节奏，协议内置固定周期难度调整规则，每产出2016个区块，大约两周时间，系统会根据这一周期实际出块总时长自动更新挖矿难度。如果全网算力上涨，区块产出速度快于十分钟，网络就会上调难度，提高哈希结果的门槛；算力大量退出、出块变慢时，则自动降低难度，同时协议设置了调整上下限，单次难度变化最多放大四倍、最低收缩至原来的四分之一，避免算力剧烈波动造成网络出块节奏彻底失控。这套机制保证无论涌入或者退出多少矿机，比特币主网的出块节奏可以长期维持在设计区间，保障整个账本稳定更新。
挖矿收益分配规则同样固化在协议当中，矿工收益由区块补贴和交易手续费两部分组成，区块补贴也就是新比特币的发行来源，遵循固定减半规则，每挖出210000个区块，大约四年时间，区块补贴直接减半，从创世区块初始50枚比特币一路衰减，经过四次减半之后当前单块基础补贴为3.125枚比特币，按照既定推演，大约2140年区块补贴会归零，2100万枚比特币总量全部发行完毕，届时矿工收入将完全依靠用户转账支付的交易手续费。另外区块内第一笔交易必须是矿工专属的coinbase交易，这笔交易用来发放挖矿所得，不遵守该格式的区块会直接被全网节点拒绝，矿工无法拿到任何奖励。
区块打包与校验层面也存在明确约束，矿工优先挑选手续费更高的交易填充区块，受隔离见证的权重规则限制，区块存在权重上限，实际等效容量大致1‑4MB，不能无限制塞入交易。新区块广播之后，所有全节点会独立完成全套校验，不仅核对工作量证明是否达标，还会检查交易是否存在双花、区块时间戳是否在合理范围、区块格式是否合规，任意一项不符合规则，整个区块就会被丢弃。同时网络遵循最长链原则，出现链分叉时，全网节点默认选择累计工作量最大的链条作为主链，孤立区块的矿工所有算力投入会直接作废，不会产生收益。普通矿工单独挖矿成功概率极低，现实中绝大多数算力都会加入矿池，按照贡献算力占比分摊挖矿收益，以此降低收益波动风险。
