比特币挖矿完整过程分为交易归集、区块封装、算力哈希竞赛、全网校验上链四大核心环节，本质是依托工作量证明机制完成交易记账、发行新比特币并维护整条区块链账本安全的循环流程，整套流程自动循环运行，网络平均每10分钟完成一轮完整挖矿出块操作。
挖矿流程的起点是归集全网待确认交易，所有比特币转账完成后会扩散至P2P节点并存入内存交易池，矿工节点会自动筛选交易，优先打包手续费更高的转账来提升收益，同时矿工需要创建整段区块里第一笔特殊的Coinbase交易，这笔交易不会有外部转账输入，专门用来存放区块奖励与全部交易手续费，也是新比特币唯一的发行渠道。归集完成后会生成候选区块，区块分为区块头与区块体两部分，区块体内存放筛选后的所有转账记录，区块头则记录前一区块哈希值、时间戳、全网难度、默克尔根与可变随机数Nonce，默克尔根会压缩区块内全部交易信息，任意一笔交易篡改都会直接改变根值，方便全网快速校验交易真实性。
封装好候选区块后，就进入挖矿最核心的算力竞赛环节，矿工需要反复修改区块头内的Nonce数值，对完整区块头执行双重SHA256哈希运算，系统会设定固定难度目标，只有最终算出的哈希数值小于该目标，才算解开加密难题。哈希运算不存在任何捷径，只能依靠矿机持续暴力穷举，全网算力规模会直接影响解题速度，网络每打包2016个区块就会自动调整挖矿难度，以此稳定10分钟出块的节奏。个人单独挖矿收益波动极大，多数从业者会加入矿池，所有矿工统一提交算力份额，一旦矿池算出有效区块，会按照每个人贡献的算力比例平分奖励，大幅降低单次挖矿收益的不确定性。
当任意矿工率先算出符合难度要求的哈希值，会立刻将完整区块向全网所有节点广播，其余全节点会执行多层校验，首先核对区块头哈希是否达标，再验证每一笔交易无双重支付、签名合法、地址余额匹配，同时确认区块大小、规则版本符合网络标准。全部校验通过后，全网节点都会把这个新区块追加到原有区块链末尾，此时区块正式上链，区块内所有转账获得首次确认，后续每新增一个区块，交易安全等级就会提升，行业普遍认为6次区块确认后转账基本无法被篡改。成功打包区块的矿工，会直接获得Coinbase交易内的奖励，包含固定区块补贴与区块内全部转账手续费，补贴遵循四年减半规则，逐步限制比特币总发行量至2100万枚。
整套挖矿流程会持续不间断循环，上一个区块确认完成后，所有矿工立刻重新归集新产生的待确认交易，开启下一轮区块打包与算力竞争，这套去中心化算力竞争体系，既不需要第三方机构记账，也依靠巨大算力成本杜绝账本篡改，是比特币网络能够自主运行的底层支撑。同时挖矿全程存在硬件损耗、高额电费、政策与价格波动多重风险，普通个人单独搭建矿机很难实现稳定盈利，参与前需要充分测算综合运营成本。
