比特币挖矿本质上是通过计算机执行工作量证明，为交易打包、区块确认和网络安全提供算力支持的过程，并不是把埋藏的比特币从某个地方挖出来。矿工会从待确认交易中组装候选区块，构造区块头，再让专用矿机不断尝试不同的随机数，使区块哈希值低于网络设定的目标阈值。这个过程需要大量试算，却很容易被其他节点验证，正是这种生成困难、验证简单的机制，支撑了比特币在没有中心清算机构的情况下维持共识。
一笔比特币交易广播后，通常会进入节点的交易内存池，矿工根据手续费率、交易依赖关系和区块空间，挑选交易写入候选区块。矿机并不负责判断某个人是否有资格拥有比特币，而是参与竞争新区块的记账权。矿池服务器会向矿工下发区块模板，矿机使用ASIC专用芯片高速计算区块头；找到符合目标的结果后，矿池把完整区块广播到网络，由其他节点检查交易是否合法、区块结构是否有效、工作量证明是否达标。通过验证的区块会接到已有链条后方，成为新的区块记录。
比特币挖矿的核心收益由区块补贴和交易手续费两部分组成。区块补贴是协议按照既定规则发行的新比特币，并非矿工自行铸币；交易手续费则来自用户为争夺有限区块空间支付的费用。2024年4月完成第四次减半后，每个区块的基础补贴降至3.125 BTC，截至2026年9月仍处于这一阶段，下一次减半预计发生在2028年。每产生210,000个区块，补贴大约减少一半，长期看矿工收入中手续费的重要性会逐步上升。
单个矿工独自找到区块的概率，与自身算力占全网算力的比例直接相关。算力越小，等待时间越长，收益波动也越大，所以现实中大多数矿工选择加入矿池，以提交份额的方式证明自己完成了一部分计算，再按照贡献获得相对平稳的分配。矿池并不能改变全网出块概率，只是把偶然性摊薄。矿工真正要核算的，也不只是比特币价格，还包括电价、矿机能效、设备折旧、散热、场地、运维、矿池费和停机风险。币价上涨不必然意味着挖矿利润同步扩大，网络难度和全网竞争也会随之变化。
挖矿最重要的价值并非制造新币，而是把交易按时间顺序写入区块链，并让篡改历史的成本显著提高。比特币节点通常会接受累计工作量最多的有效链，攻击者若想修改较早区块，就需要重新完成该区块及其后续区块的工作量，还要追赶持续增长的诚实链条。难度调整则让新区块在全网算力变化后，仍大致维持平均约十分钟产生一个的节奏。也正比特币挖矿既是一套发行机制，也是一套共识和安全机制，矿机、算力、电力与市场收益共同构成了这条网络持续运转的现实基础。
