Bitcoins zugrundeliegende Technologie heißt Blockchain. Die Bitcoin-Blockchain speichert einzelne Zeitstempel und Besitzerdaten, um sicherzustellen, dass jede Transaktion, die innerhalb des Netzwerkes gesendet wird, einen kryptografischen Nachweis enthält, wodurch Doppelausgaben der gleichen Einheit vermieden wird.

Die Teilnehmer der Bitcoin-Blockchain werden Netzwerkknoten und Miner genannt. Jedem der Zugang zum Internet hat und kryptographische Algorithmen auf dem Computer ausführt, kann teilnehmen; damit ist die Blockchain dezentralisiert.
Miner sammeln Transaktionen und erstellen entsprechend neue Blöcke. Alle Netzwerkknoten speichern eine Kopie der gesamten Transaktionshistorie und bestätigen Transaktionen, bevor die Miner einen neuen Block erstellen. Neuerstellte Blöcke werden jeweils mit dem vorherigen Block verbunden, wodurch die Blockchain erweitert und alle ausgewählten Transaktionen ausgeführt werden.

Da alle Netzwerkknoten die gleichen Transaktionshistorie speichern und diese gleichzeitig aktualisieren, ist es nahezu unmöglich, einzelne Transaktionen zu verändern oder zu beeinflussen. Deshalb gilt die Blockchain als unveränderlich.