比特币挖矿完整经历四个发展阶段，依次为CPU挖矿时代、GPU挖矿时代、FPGA挖矿过渡时代、ASIC专业矿机时代，四次硬件迭代不断抬高挖矿门槛，推动挖矿从业余爱好者行为演变为工业化产业。
第一阶段为CPU挖矿时代，时间跨度大致从2009年比特币诞生延续至2010年。中本聪挖出创世区块时依靠普通电脑中央处理器完成哈希运算，早期比特币客户端内置挖矿功能，任何一台台式机、笔记本都能够参与网络挖矿。这一阶段全网算力极低，挖矿难度长期维持在初始水平，每个区块奖励50枚比特币，参与门槛几乎不存在。但CPU属于通用运算设备，核心架构侧重复杂逻辑运算，并不适合比特币SHA-256大量重复哈希计算，单台处理器算力仅有数MH/s。随着参与人数持续增加，全网算力缓慢上涨，依靠CPU挖矿的收益持续萎缩，也为新一代挖矿硬件的出现埋下伏笔。
第二阶段是GPU挖矿时代，兴起于2010年下半年，持续到2012年末。开发者推出显卡挖矿程序后，市场迅速意识到GPU数千个流处理器带来的并行计算优势，单张显卡算力可以达到普通CPU的几十至上百倍。大量矿工开始组装多显卡矿机，开放式显卡矿架成为标配，早期小型矿场雏形逐步出现。AMD显卡凭借架构优势成为挖矿主流硬件，市场甚至出现显卡供不应求的现象。不过GPU依旧属于通用硬件，内部包含大量图形渲染相关冗余电路，能耗控制存在明显短板，当全网算力进一步攀升，单纯依靠显卡挖矿的盈利空间持续压缩，行业开始寻找能效更高的解决方案。
第三阶段为FPGA挖矿过渡时代，活跃周期集中在2011至2013年。现场可编程门阵列可以根据SHA-256算法重新配置电路，剔除多余运算单元，能效显著优于GPU。相较于显卡，FPGA设备同等功耗下算力实现明显提升，硬件体积也更加紧凑。但该设备存在难以回避的短板，硬件调试门槛高、量产规模小、采购成本居高不下，普通散户很难上手操作，仅被少数资深矿工小规模使用。FPGA更多承担技术过渡作用，没有大规模普及，仅仅短暂填补GPU与ASIC矿机之间的技术空白。
第四阶段是ASIC矿机时代，自2013年首款商用ASIC矿机面世一直延续至今。专用集成电路芯片完全针对比特币哈希算法量身打造，去除所有无关电路，算力实现跨越式增长，初代ASIC矿机算力远超高端显卡集群。ASIC诞生直接淘汰CPU、GPU、FPGA三类挖矿设备，挖矿行业正式资本化、工业化。普通个人矿工逐步退出市场，算力持续向电力成本低廉的区域集中，大型标准化矿场、矿池成为行业主流。伴随着芯片工艺迭代，矿机算力持续突破，全网难度不断走高，能源成本、设备迭代成本成为决定矿工能否盈利的核心要素，也塑造了当前比特币挖矿的行业格局。
