比特币挖矿的原理是矿工通过强大的计算设备，竞争解决一个复杂的数学难题，并在成功验证交易、创建新区块后，获得系统新发行的比特币作为奖励。这一过程不仅是新比特币进入市场的唯一方式，也是维护整个比特币网络安全和稳定的核心机制，构成了其去中心化运行的基础。
从技术本质上讲，挖矿是执行一种名为工作量证明（PoW）的共识算法。在比特币网络中，所有交易信息会被广播给所有参与者，矿工们需要收集一段时间内未确认的交易，将它们打包成一个待处理的区块。为了获得将新区块添加到区块链的权利，矿工必须解决一个密码学上的难题：计算出一个符合特定条件的哈希值。这个过程类似于一个全球范围内的数字彩票，矿工们运用算力反复进行猜测，直到某个矿工率先找到一个满足系统当前难度要求的哈希值。因为这个计算过程是随机的且需要巨大的计算量，所以恰好证明了矿工为维护网络安全所付出的工作量。
成功找到符合条件的哈希值意味着该矿工赢得了记账权。他可以将自己打包好的新区块广播到整个比特币网络，其他节点会迅速验证该区块中所有交易的合法性及其哈希值的正确性。一旦验证通过，这个新区块就会按照时间顺序被链接到原有的区块链上，形成一个不可篡改的、公开透明的交易账本。作为对其贡献的奖励，系统会向该矿工支付一笔特定数量的新铸比特币，这既是激励矿工持续投入算力的经济动力，也是比特币最初的发行方式。
挖矿并非一成不变，其难度会根据全网总算力进行动态调整，以确保新区块产出的平均时间稳定在大约十分钟。时间推移和参与挖矿的设备算力不断飙升，个体矿工单凭一台普通计算机已经几乎不可能独立挖到比特币。为了获得更稳定的收益，全球的矿工们逐渐联合起来，形成了庞大的计算集群，即矿池。加入矿池后，矿工们共享算力，共同贡献计算能力来争夺记账权，在成功挖出区块后，矿池会按照每个参与者贡献的算力比例来分配奖励，这使得小算力矿工也能获得持续、可预测的挖矿收益。
整个挖矿活动消耗着巨大的电力资源，因为这些专业设备需要持续进行高强度运算。矿工们需要精心权衡挖矿的成本，主要包括专用挖矿硬件的购置成本、持续运行的电费开支以及设备的维护和折旧费用。比特币挖矿已经从早期个人爱好者在家用电脑上即可参与的阶段，演变为一个高度专业化、资本密集和能源密集的全球性产业。这促使矿工们不断寻求效率更高、功耗更低的专用集成电路矿机，并倾向于将矿场设立在电力资源丰富且价格低廉的地区。
