比特币的原理核心在于构建了一个去中心化、安全可靠的点对点电子现金系统，其运行不依赖于任何中心机构，而是通过一套巧妙的数学和密码学协议，让全球参与者共同维护一个公开、透明的分布式账本。这个系统的最底层是一系列相互链接的数据区块组成的区块链，它记录了自比特币诞生以来的每一笔交易。创造新的比特币并维护这个账本的过程被称为挖矿，矿工们使用计算设备解决复杂的数学问题，竞争获得将一个新区块添加到链上的权利，并由此获得系统奖励的新币和用户支付的交易手续费作为报酬。整个网络的规则和账本状态由所有节点共同校验和存储，确保没有人能擅自篡改历史记录或凭空创造货币，从而建立了一种基于密码学而非依赖传统金融机构信任的价值交换方式。
支撑比特币的底层技术是区块链，这是一个不断增长的、按时间顺序连接的公开账本。每个区块都包含了一批经过验证的交易信息、一个时间戳，以及最重要的一个密码学指纹——即前一个区块数据的哈希值。这种设计意味着，如果要篡改某一个区块内的交易，就必须同时修改该区块之后的所有区块，这需要掌握超过全网一半以上的计算能力，这在实践中几乎是不可能完成的任务，从而保证了交易记录的不可篡改性和极高的安全性。所有的节点都保存着完整的区块链副本，任何一笔交易的发生都需要广播至全网，经过节点的验证后才能被记录，这种透明和分布式的特性杜绝了单一故障点，也消除了对某个中心化权威的依赖。
比特币的产生与交易验证高度依赖于一个名为工作量证明的共识机制，也就是俗称的挖矿。矿工的核心任务是收集广播中的交易，验证其合法性，然后将这些交易打包成一个候选区块。为了将这个区块添加到主链上，矿工必须找到一个符合特定条件的随机数，使得整个区块头的哈希值小于网络当前设定的一个目标值。寻找这个随机数的过程需要消耗巨大的计算资源，是一种对电力与算力的证明。最先找到答案的矿工有权广播自己打包的区块，其他节点验证无误后便会将其接受为链上的新区块，该矿工因此获得新区块的奖励和交易手续费。网络会动态调整计算难度，以确保平均每十分钟左右才会产生一个新区块，从而控制新币的发行速度。
比特币网络实现了彻底的去中心化，没有中央服务器或管理机构。全球任何联网的计算机都可以选择成为节点，参与交易的验证、区块链的存储和新区块的传播。当用户发起一笔转账时，只需要知道对方的收款地址，交易信息便会在点对点网络中扩散。这种设计赋予了系统极强的抗审查和抗封锁能力，任何个人或组织都无法单方面关停比特币网络或冻结某个地址的资产。网络的稳定性与安全性是由所有参与者的集体算力来保障的，这也使得恶意攻击者若想颠覆网络，需要付出难以承受的经济代价，从而从机制上确保了系统的长期稳定运行。
