比特币挖矿依托工作量证明共识运行，核心规则包含算力哈希竞争、动态难度调节、区块奖励减半机制、区块交易约束以及最长链共识标准，所有规则固化在底层协议当中，全网节点自动校验，不存在人为干预修改的通道。矿工参与挖矿，本质是通过算力竞争获得新区块记账权，同时承担交易验证、维护区块链账本安全的职责，任何违背协议规则产生的区块都会被全网节点直接拒绝，无法上链生效。
挖矿竞争的基础规则为SHA-256双哈希算力竞赛，矿工组装候选区块后持续调整区块头内的随机数，反复计算哈希数值，率先算出低于网络目标值哈希结果的参与者获得本轮记账资格。矿工打包区块时需要筛选内存池内合法交易，校验数字签名、UTXO状态，杜绝双重支付问题。区块成功算出后会向全网广播，其余节点独立完成校验，只有全部条件满足，区块才会被接纳并链接到主链。受单台设备算力限制，独立挖矿成功率极低，矿池联合算力分配收益成为行业主流模式，收益分配一般按照矿工贡献算力比例进行结算。
为稳定网络出块节奏，协议设置固定难度调整规则，每产出2016个区块自动重新计算挖矿难度，周期大约14天。系统会统计上一轮周期实际出块总时长，对比理论标准时长进行调节，如果全网算力提升、出块速度快于10分钟每块，挖矿难度自动上调；算力流失、出块变慢则降低难度。这套自平衡机制保证无论市场中新增或者淘汰多少矿机，长期平均出块间隔稳定维持在10分钟附近，保障比特币供给节奏不会随算力剧烈波动。
挖矿收益规则分为区块补贴与交易手续费两个部分，创世区块上线时初始奖励为50枚比特币，协议规定每挖出210000个区块奖励自动减半，周期接近四年。持续减半机制限定比特币流通总量上限约2100万枚，随着区块奖励持续缩减，交易手续费在矿工收益中的占比会不断提升，远期区块奖励归零之后，手续费将成为矿工唯一收入来源。同时协议限定区块容量规则，隔离见证升级后采用权重单位管控区块数据，有效扩容区块承载能力，区块空间有限会催生手续费市场，用户支付更高手续费的交易更容易被矿工优先打包确认。
最长链原则是比特币挖矿重要共识规则，当网络同时出现多个有效区块形成分叉时，全网节点默认选择长度最长的链条作为主链，较短分叉上的区块将成为孤块，孤块内矿工无法领取区块奖励。这一规则也决定网络安全边界，想要篡改历史交易，攻击者需要掌握超过全网半数算力，持续生成更长的竞争链条，攻击成本极高。除此之外，协议规定首个交易必须为Coinbase交易，专门用于发放挖矿奖励，Coinbase交易无法立即转账，需要等待100个区块确认解锁，以此防范区块分叉带来的奖励投机风险。
