比特币挖矿核心规则依托SHA256工作量证明机制运行，矿工依靠算力竞赛争夺区块记账权，全网目标平均每10分钟产出一个新区块，通过定期难度调整稳定出块节奏，区块奖励遵循固定减半周期，同时依靠最长链共识确定有效账本，所有规则均内嵌在底层协议代码中，不存在人为干预修改的空间。挖矿本质不只是产出新比特币，同时承担交易验证、防止双重支付、维护整个网络安全的职能，也是比特币实现去中心化运行的基础保障。
挖矿竞争的具体流程拥有清晰标准，矿工持续从网络内存池中收集未确认交易，完成交易合法性校验后打包组建候选区块。矿工不断更改区块头内随机数，重复进行双重SHA256哈希运算，率先算出满足条件哈希值的参与者，即可向全网广播新区块。全网节点会独立校验区块工作量证明、交易合规性，确认无误后将区块接入区块链。当网络出现同时挖出区块产生分叉的情况，全网统一执行最长链规则，更长的链条被认定为主链，短链内区块成为孤块，孤块对应的挖矿奖励会直接失效，以此统一全网账本。
为维持10分钟平均出块目标，协议设定每挖出2016个区块，大约两周时间自动完成一轮挖矿难度重调。系统对比上一周期2016个区块实际消耗时长与理论20160分钟标准时间，自动上调或下调难度目标，同时单次难度调整幅度限制在原有难度25%至400%区间，避免算力剧烈波动造成网络运行失衡。当大量算力涌入网络、出块速度快于10分钟，难度随之上升；大量算力退出、出块变慢，难度相应降低，这套自平衡机制保证无论全网算力如何变化，区块产出节奏长期保持稳定。
矿工收益分为区块补贴与交易手续费两大部分，区块补贴有着刚性减半规则，每挖出210000个区块奖励减半一次。创世区块诞生初期单块奖励50枚比特币，历经数次减半，2024年第四次减半后当前单块基础奖励为3.125枚比特币。持续减半机制约束比特币总供应量上限为2100万枚，按照当前释放节奏，预计2140年前后全部比特币完成产出，未来区块补贴将逐步归零，矿工收入会全面依靠用户转账支付的手续费。另外协议明确，成功挖出区块后，奖励所在的Coinbase交易需要等待100个区块确认之后才能动用，该规则用来防范孤块造成恶意套利行为。
随着挖矿难度持续走高，独立单机挖到区块概率极低，绝大多数矿工选择加入矿池联合算力挖矿。矿池收集所有参与者算力共同参与全网竞赛，找到有效区块后，按照矿工贡献算力占比分配收益，衍生出PPS、PPLNS等多种主流结算模式。需要注意，协议只规定底层挖矿运行逻辑，并未限定硬件类型，早期CPU、GPU均可参与挖矿，随着算力竞争加剧，专用ASIC矿机成为行业主流，普通民用设备已经难以参与有效挖矿竞争。
