比特币挖矿的核心逻辑，是依靠工作量证明机制争夺区块链的记账权，通过算力完成交易打包、网络安全维护，同时获取区块奖励与交易手续费，新比特币也正是通过这一机制完成发行。很多人误以为挖矿是在求解复杂数学难题，实际本质是进行哈希碰撞的随机试算，不存在可以推导的标准答案，只能依靠硬件不断迭代随机数，碰撞出符合网络条件的哈希结果，谁率先完成计算，就获得新区块的打包资格。
在比特币去中心化网络当中，不存在中心机构负责记账，全网所有交易都会进入内存池等待确认，矿工首先会筛选内存池内的交易，优先选取手续费更高的交易，将一批交易整理打包，构建区块头数据，区块头包含上一个区块的哈希值、默克尔根、时间戳、难度目标以及随机数nonce等关键信息。矿工的矿机持续修改随机数，对区块头执行SHA‑256哈希运算，只有产出的哈希值小于网络设定的目标值，才算完成工作量证明，这个过程没有捷径，完全依靠算力比拼，算力代表设备每秒能够完成的哈希运算次数，算力越高，单位时间内试算的次数越多，挖到区块的概率也就越大。
为了维持网络稳定，比特币设置了自动难度调整机制，每2016个区块，大约两周时间，系统会根据过去周期内的出块速度重新校准挖矿难度，保证全网平均每十分钟产出一个新区块。如果全网算力大幅上涨，出块速度变快，网络就会上调难度，提升哈希结果的门槛；若是算力大量流失，出块变慢，就会下调难度，以此对冲算力波动，保障区块链出块节奏不会出现大幅偏移，这套规则完全由代码自动执行，没有人为干预空间。矿工的收益分为两部分，一部分是区块补贴，也就是新发行的比特币，按照代码规则每21万个区块进行一次减半，2024年第四次减半之后，单块区块补贴为3.125枚比特币，另一部分则是区块内全部交易的手续费，随着比特币总量逐步趋近2100万上限，区块补贴会持续衰减，未来手续费将会成为矿工主要收入来源。
早期挖矿可以使用普通CPU、GPU参与，但是随着全网算力不断膨胀，普通硬件已经完全不具备竞争力，现在比特币挖矿已经完全被专用ASIC矿机垄断，单台矿机每秒可以完成数百万亿次哈希运算，个体单独挖到区块的概率微乎其微，绝大多数矿工都会加入矿池，把自身算力汇聚在一起，提升爆块概率，挖到区块之后，矿池再按照矿工贡献算力的比例分配收益，矿池会抽取少量服务费作为运营成本。挖矿不只是获取代币的手段，更是比特币网络安全的基石，想要篡改区块链历史交易，攻击者需要掌控全网过半算力，重新计算所有历史区块的工作量证明，需要投入巨额的硬件与电力成本，高昂的攻击成本，让比特币账本具备极强的抗篡改能力。
需要理清一个常见误区，挖矿算力高低并不代表一定可以挖到区块，哈希碰撞本身带有随机属性，即便算力占比不高，也存在偶然爆块的可能性，只是长期来看，收益会和算力占比趋近匹配。同时挖矿属于重资产行业，收益高度受币价、电费、矿机成本、全网难度多重因素影响，行业风险较高，普通投资者不建议盲目入局。
