比特币并不是依靠开采实体矿产产生，本质是全球矿工通过算力竞争争夺区块链交易记账权，成功打包区块并通过全网验证后，矿工获得系统发行的全新比特币以及区块内用户转账手续费，这就是比特币完整的产出方式。很多新人会将挖矿想象成实体采掘，实际上挖矿是比特币网络依靠工作量证明机制运行的核心流程，新发行的比特币也只会通过这一渠道流入市场，总量永久锁定在2100万枚，不会存在其他增发途径。整个过程不存在人为发行机构，完全依靠代码规则与全球分布式节点自动执行。
完整挖矿流程起始于网络内的转账交易，用户发起比特币转账后，交易信息会扩散至全网节点，未确认的交易统一存放在内存池当中。矿工运行挖矿程序后，会优先挑选手续费更高的交易进行校验，剔除存在双重支付、签名异常的无效交易，将合规交易整合为候选区块。区块内部分为区块头与交易信息两大部分，矿工把所有交易信息压缩生成默克尔根存入区块头，区块头同时记录上一个区块的哈希值、网络难度、时间戳以及可变随机数Nonce，依靠这套结构让区块依次串联形成区块链，保证历史交易难以篡改。
挖矿最核心的环节便是哈希运算竞赛，矿工需要持续修改区块头内的Nonce数值，反复执行双重SHA-256哈希运算，不断生成全新哈希字符串，直到算出的哈希结果数值小于网络规定的难度目标。这套数学谜题不存在任何捷径，无法通过算法推导答案，只能依靠硬件持续穷举尝试随机数。比特币网络每产出2016个区块，大约两周时间，会根据全网总算力自动调整挖矿难度，算力上涨难度同步提升，算力下降难度随之降低，以此稳定维持平均10分钟产出一个新区块的节奏，保障网络运行节奏长期稳定。
最先算出符合条件哈希值的矿工，会立刻将完整区块向全网所有节点广播，其他节点独立校验区块内所有交易真实性、哈希结果是否满足难度标准。一旦绝大多数节点验证通过，这个区块正式接入区块链，本轮竞争结束。获胜矿工能够获得Coinbase交易带来的奖励，当前区块基础奖励为3.125枚比特币，叠加区块内累积交易手续费。按照协议规则，每挖出21万个区块基础奖励就会减半，从最初单区块50枚比特币持续递减，预计在2140年前后所有比特币全部挖出，届时矿工收益将完全依靠交易手续费支撑。
随着网络难度持续走高，挖矿硬件也经历数次迭代，从2009年初期普通电脑CPU挖矿，逐步过渡到显卡GPU、FPGA设备，如今已经全面进入ASIC专用矿机时代。单独一台矿机想要独立竞争挖出区块概率极低，绝大多数散户矿工都会加入矿池，众多矿工算力合并统一参与竞赛，一旦矿池成功挖出区块，再根据每个人贡献算力占比分配收益。这也意味着比特币挖矿早已告别个人业余参与阶段，变成重资产、受电价、设备迭代影响巨大的专业化产业，算力竞争成本持续抬高，进一步强化整个比特币网络的安全性。
