比特币的基础技术是以区块链分布式账本为载体，融合椭圆曲线非对称加密、SHA256哈希算法、PoW工作量证明共识、UTXO交易模型、P2P对等网络五大核心技术组合而成的去中心化电子现金底层协议，中本聪通过整合成熟密码学与分布式系统技术，首次解决数字资产双重支付难题，搭建起无第三方中介的全球支付网络。
作为比特币最底层载体，区块链链式账本与哈希算法是实现数据不可篡改的基础，整套结构分为区块头与区块体两部分，区块头存储前一区块哈希、默克尔根、时间戳、难度值、随机数Nonce核心参数，区块体打包全网未确认交易，依靠双重SHA256哈希生成唯一标识，每个区块都会嵌入上一区块完整哈希值形成链式绑定，任意一笔交易数据出现改动，对应区块哈希会彻底失效，后续所有区块同步失效，篡改者需要重新计算整条链全部区块哈希才能伪造记录，成本随区块高度持续暴涨。同时区块内全部交易通过默克尔树压缩汇总，节点无需同步完整区块，仅通过默克尔根即可快速校验单条交易真伪，大幅降低全节点数据验证压力，全球上万台独立节点同步完整账本，不存在单一服务器故障导致数据丢失的风险，实现账本分布式存储与公开可追溯。
椭圆曲线非对称加密体系是比特币资产权属安全的核心屏障，协议采用secp256k1椭圆曲线算法生成公私钥对，私钥为用户唯一资产所有权凭证，可通过固定算法推导公钥，公钥再经过哈希压缩转化为大众熟知的比特币收款地址，二者单向推导不可逆，仅凭地址无法反向算出私钥。用户发起转账时，需要使用私钥对交易信息生成数字签名，全网节点通过对应的公钥校验签名合法性，确认资金发起者拥有对应资产支配权，这套加密机制同时实现身份匿名、交易防伪造、操作不可抵赖三大作用，账户不存在实名绑定，仅依靠密钥区分资产归属，也让比特币形成无需注册、无准入门槛的开放式网络，任何用户生成密钥即可参与转账交互。
PoW工作量证明共识机制负责去中心化网络账本同步与交易确权，全网矿工持续遍历随机数Nonce，反复计算区块头哈希，直到哈希数值满足网络动态调整的难度目标，率先算出合规哈希的矿工获得当期区块记账权，打包交易广播至全网，其余节点校验区块合规后同步更新本地账本。网络每产出2016个区块自动调整挖矿难度，恒定维持平均10分钟出块节奏，同时遵循最长链共识规则，网络出现短暂分叉时，所有节点自动选择累计算力最多的主链，短期分叉区块会被逐步淘汰。挖矿配套区块奖励激励机制，初始每区块发放50枚比特币，每21万区块奖励减半，总量永久锁定2100万枚，转账手续费作为长期矿工收益补充，算力竞争机制也天然抵御女巫攻击，攻击者想要篡改历史交易，需要掌控全网超过半数算力，硬件、电力投入极高，从经济层面大幅降低恶意攻击可能性。
区别于传统金融账户余额记账模式，比特币独创UTXO未花费交易输出模型支撑全部转账逻辑，网络不存在独立账户余额记录，每一笔资产都以独立输出单元形式存于链上，转账的本质是消耗过往未被使用的UTXO作为交易输入，生成新的UTXO作为转账收款与找零输出，每一笔UTXO附带锁定脚本，只有匹配私钥签名才能解锁花费。这种模型让每一笔资金流转都拥有完整溯源路径，能够精准拦截双重支付行为，同一笔UTXO无法同时打包进两个不同区块完成确认，交易拆分、合并灵活，适配小额拆分、大额转账各类场景，配合内置简单脚本语言，还可实现多签转账、定时解锁等进阶资产管控功能，构建起区别于账户体系的原生数字资产流转逻辑。
P2P对等网络作为比特币数据传输通道，所有节点地位平等，不存在中心服务器，交易、新区块信息通过节点间点对点广播扩散，新节点接入网络后自动连接全球随机节点同步完整账本，交易无需经过第三方平台中转，实现资金点对点直达。整套五大底层技术相互配合，密码学保障资产安全，区块链固化交易记录，PoW统一全网账本状态，UTXO规范资产流转，P2P搭建去中心化传输通道，所有技术模块协同运行，构成比特币完整、自洽的底层运行体系，也是后续各类加密货币与公链项目的技术参考原型。
