比特币本质是依靠全网算力竞争记账权完成发行，矿工通过专业硬件完成哈希暴力运算打包交易生成区块，区块打包验证通过后系统发放区块奖励与交易手续费，这就是比特币完整产出过程，整个流程依托工作量证明共识机制自动运行，不存在中心化发行机构，每一枚流通的比特币都诞生于区块打包与算力竞赛之中。
比特币挖矿第一步是归集全网未确认交易并搭建候选区块，比特币网络中所有转账交易未被记录进区块时都会存放在内存池当中，矿工优先选取手续费更高的交易提升收益，单次区块一般打包两千至三千笔交易，同时生成一笔专属铸币交易，这笔交易是矿工挖矿收益的来源，不会由外部转账产生。候选区块核心由区块头与交易清单构成，区块头包含上一个区块哈希指纹、所有交易汇总生成的默克尔根、时间戳、全网难度目标以及可变随机数，上一区块哈希值让区块首尾相连形成链式账本，默克尔根可以快速核验区块内任意一笔交易是否被篡改，随机数则是整场算力竞赛里唯一可以反复修改调整的变量，也是挖矿运算最核心的破解目标。
挖矿最关键的环节是SHA256双重哈希暴力求解运算，全网所有矿工同步对当前区块头进行哈希加密计算，规则要求最终算出的哈希数值必须低于全网动态设定的目标值，哈希算法具备不可逆特征，无法通过结果反向推算随机数答案，矿工只能不断递增随机数重复运算尝试匹配条件，不存在任何捷径算法可以缩短计算流程。随着全网参与挖矿的设备持续增多，网络会每产出2016个区块自动调整一次挖矿难度，周期约两周，以此把全网平均出块时间稳定维持在十分钟左右，算力暴涨则难度提升，算力大规模退出则难度下调，这套调节机制保障比特币产出节奏长期稳定，不会因为参与人数变化出现代币增发失控的情况，当下全网整体算力规模已经达到数百EH/s级别，普通家用电脑算力占比微乎其微，个人独立挖到完整区块几乎没有可能性。
单个矿工独立挖矿成功率极低，目前行业主流模式是加入矿池联合算力挖矿，大量散户矿工将自身矿机算力接入同一个矿池服务器，所有算力合并共同参与全网哈希竞赛，一旦矿池内任意一台设备算出有效区块，区块奖励会按照每台矿机贡献的算力占比进行拆分发放，即便单台设备算力微弱，也可以稳定获取小额挖矿收益，大幅抹平挖矿收益波动风险。主流挖矿硬件历经CPU、GPU两个阶段迭代后，如今ASIC专用矿机成为行业标配，这类芯片只针对SHA256哈希运算优化，算力密度、能耗比远高于普通显卡设备，大型矿场会集中部署上千台矿机，搭配散热、稳压供电设备降低运行损耗，电费成本、设备折旧、场地运维是挖矿最主要的三项硬性支出，直接决定挖矿项目最终盈亏结果。
挖矿收益分为区块补贴奖励和区块交易手续费两大部分，区块补贴每产出21万个区块就会自动减半，比特币创世区块诞生时单区块补贴为50枚比特币，历经四次减半之后当前单区块基础补贴为3.125枚比特币，随着区块补贴持续缩减，区块内交易手续费在矿工收益里的占比逐年提升，也让矿工更愿意打包高手续费转账订单。当矿工率先算出符合标准的哈希结果后，会立刻将完整区块向全网节点广播，全网所有全节点会独立二次核验区块难度、交易签名、余额真实性，排查双重支付等违规交易，只要绝大多数节点核验无误，该区块就会被正式接入区块链末端，区块内记录的所有交易完成最终确认，对应比特币也正式完成铸造流入流通市场，整条区块链同步更新高度，全网矿工随即开启下一个区块的算力竞争。
