比特币挖矿本质是参与PoW工作量证明的算力竞赛，矿工通过持续求解SHA-256哈希难题获得记账权与区块奖励，核心流程为交易打包→哈希竞赛→出块广播→奖励分配，难度自动调节以维持10分钟平均出块节奏。
比特币网络的每一笔交易都会被广播至点对点网络，并进入内存池等待打包。矿工节点会监听网络，从内存池中优先挑选手续费较高的交易，构建一个包含约2000-3000笔交易的候选区块。随后，矿工需生成该区块的Merkle根（将所有交易两两哈希后形成的根值），并与前一区块哈希、时间戳、难度目标等信息组合成80字节的区块头。这一步是挖矿的基础准备，决定了后续计算的初始数据，也是保障交易不可篡改的关键起点。
挖矿的核心是哈希竞赛，矿工需不断修改区块头中的nonce随机数，对区块头进行双重SHA-256哈希运算，直到得到的结果小于全网预设的难度目标值（表现为哈希值前导零数量达标）。由于SHA-256具有单向性与雪崩效应，任何微小数据变化都会导致结果完全不同，矿工只能通过穷举nonce（范围0至4294967295）寻找有效解。这一过程依赖专用ASIC矿机，单台矿机每秒可进行数万亿乃至千万亿次哈希计算，个人CPU或GPU已完全无法参与竞争。
当矿工找到有效nonce并生成符合要求的区块后，会立即将新区块广播至全网。其他节点会快速验证：核对Merkle根是否正确、区块大小是否合规、哈希值是否满足难度目标、时间戳与版本号是否合理。验证通过后，节点将区块接入本地区块链末端，交易被标记为已确认，矿工则获得区块奖励（2024年第四次减半后为3.125BTC/区块）及打包交易的手续费。奖励是激励矿工维护网络安全的核心机制，也是比特币发行的唯一合法途径。
为维持网络稳定，比特币设计了动态难度调节机制：每2016个区块（约两周）根据实际出块时间调整难度，确保平均出块时间稳定在10分钟。若出块过快（算力增加），难度提升；若过慢（算力减少），难度降低，单次调整幅度不超过4倍。2026年全网算力已达数百EH/s级别，难度随算力波动持续变化，矿工需不断优化硬件与能源策略，才能保持竞争力。
个人参与挖矿通常需加入矿池（如F2Pool、AntPool），通过共享算力提高出块概率，矿池会按算力占比分配收益并收取约1%-5%的手续费。随着比特币供应量接近上限（2100万枚），区块奖励将持续递减，挖矿收益更多依赖手续费与币价波动。
