比特币依托去中心化点对点网络、UTXO记账模型、工作量证明共识机制共同运转，以分布式公开账本替代中心化机构，依靠密码学确权、矿工打包出块、全网节点集体校验完成每一笔资产流转，同时内置固定发行规则实现总量管控，整套体系无需第三方管控即可独立持续运行。
比特币的资产所有权由非对称加密体系守护，个人钱包会生成独立的公钥地址与私钥，私钥是唯一支配资产的凭证，发起转账时用户会用私钥对交易信息生成数字签名，向全网广播转账请求，网络中的全节点会第一时间校验这笔交易的合法性，核查签名真伪、对应的未花费交易输出是否存在、是否出现重复花费行为，校验通过后的交易并不会立刻上链，而是临时存入各个节点的内存池排队等待打包。和银行账户模式不同，比特币没有单独的账户余额记录，所有资产都以UTXO未花费交易输出的形式存在，就像一张张不可拆分的数字现金，转账时需要消耗完整的UTXO，多余金额会自动生成找零输出，这套设计从底层降低了双花攻击的实施可能性，也让每一笔资金流向都可以顺着区块记录完整追溯。
待确认交易进入内存池之后，矿工节点会按照手续费高低排序筛选交易，组装成候选区块，区块头部会记录上一个区块的哈希指纹、所有交易汇总生成的默克尔根、时间戳、全网难度值以及可变动随机数，随后矿工通过SHA-256哈希算法暴力遍历随机数，争夺符合全网难度要求的哈希结果，也就是工作量证明解题过程，比特币协议固定平均每10分钟产出一个新区块，每打包2016个区块后系统会自动微调挖矿难度，抵消全网算力波动带来的出块速度变化。率先算出合法哈希的矿工可以将新区块广播至全网，同时获得区块首发的铸币奖励与打包收集的交易手续费，这笔首发的coinbase交易也是比特币唯一新增发行的渠道，并且遵循四年减半的规则，最终会在所有2100万枚比特币全部挖出后，依靠手续费维系矿工的参与意愿。
当新区块被广播之后，全球上万台分布式全节点会再次独立校验区块整体合规性，确认无误后就会将这个区块拼接在原有区块链的末尾，采用累计工作量最大的主链作为唯一合法账本，一旦交易被打包进区块就拥有了第一次确认，随着后续区块不断叠加，篡改历史交易需要重新生成这条交易之后所有区块的哈希，成本会呈指数级攀升，行业普遍默认6次区块确认之后，这笔转账就基本实现不可逆。这些完整的区块账本被分散存储在全球不同地区的节点设备中，不存在单一服务器存储核心数据，没有任何个人或者机构能够单方面修改协议规则、冻结他人资产，即便部分节点离线损坏，剩余节点留存的完整账本依旧可以支撑整个网络正常运行，形成了天然的抗审查特性。
