比特币挖矿核心规则依托PoW工作量证明机制运行，矿工通过算力竞争求解加密难题争夺区块记账权，成功打包区块后获得区块奖励与交易手续费，网络依靠动态难度机制稳定出块速度，叠加区块奖励减半规则约束比特币总量上限，全网遵循最长链共识完成区块校验与确权。
比特币挖矿的底层竞争规则建立在双重SHA256哈希运算之上，矿工持续遍历随机数Nonce，计算区块头哈希值，只有运算结果小于网络当前目标阈值，才算成功挖出有效区块。矿工需要持续监听网络广播的未确认交易，从内存池筛选交易打包进候选区块，区块结构必须包含上一区块哈希、时间戳、默克尔根等标准字段，保证区块之间首尾相连形成区块链。当多名矿工几乎同时算出有效区块，网络会产生孤块，所有节点默认采信最长链条，较短分支上的区块被废弃，对应矿工无法获得奖励，这也是挖矿行业出现孤块损失的根本原因。任何不合规交易、格式错误的区块，都会被全网节点直接拒绝，不存在绕过协议规则篡改账本的可能性。
自动难度调节是比特币挖矿维持稳定运行的关键规则，协议设定每挖出2016个区块触发一次难度重调整，理论周期约14天，目标是将平均出块时间稳定维持在10分钟。如果上一轮2016个区块实际产出速度快于两周，网络自动上调挖矿难度，增加哈希运算的达标门槛；若出块速度慢于预期，则下调难度。为规避极端算力波动带来的风险，协议限制单次难度调整幅度最高不超过四倍。这套机制不受矿工规模、矿机类型影响，无论全网算力暴涨或者大幅下滑，都会持续自动校准，自比特币创世区块诞生起持续生效。
挖矿奖励分配与减半规则决定比特币发行节奏，挖矿收益分为两部分，第一部分为区块奖励，也是新比特币唯一的发行渠道，创世区块阶段每个区块奖励50枚比特币，协议固定每产出210000个区块奖励减半一次，周期大致四年。截至2024年第四次减半完成后，单区块基础奖励降至3.125枚比特币，持续减半直至区块奖励趋近于零，比特币流通总量永久锁定在2100万枚上限。第二部分收益为区块内所有交易手续费，随着区块奖励不断缩减，交易手续费未来会成为矿工核心收入来源。同时协议规定，挖矿奖励对应的coinbase交易，挖出区块后需要等待100个区块确认，资金才能转出，用来防范区块重组带来的奖励损失。
准入自由与去中心化共识同样属于挖矿基础规则，比特币不设置矿工准入门槛，任何人运行符合协议标准的客户端即可参与挖矿。早期CPU、GPU均可参与竞争，随着全网难度持续攀升，市场逐步转向ASIC专业矿机与矿池联合挖矿。单一矿工算力有限，很难独立挖出区块，大量矿工组建矿池，按照贡献算力比例分摊区块奖励。整个网络不存在中心化管理机构，所有规则写入底层代码，想要修改挖矿相关机制，需要全网节点达成广泛共识，单一矿工、矿池都无法单方面更改挖矿规则。
