比特币的运行机制基于去中心化、区块链技术和共识算法，确保其作为首个加密货币的安全、透明和抗审查特性，有效解决了传统金融系统的双重花费和信任问题，为全球支付网络提供了创新框架。
比特币的核心是去中心化网络结构，它不依赖中央银行或单一管理机构，而是由全球分布的节点共同维护，每个节点保存完整的区块链副本，通过集体验证交易来防止单点故障和外部干预，这种设计增强了系统的抗脆弱性，使其在参与者互不信任的环境中实现自我修复和持续运行，正如其早期发展所示，比特币能够自动调整规则以应对潜在威胁，保持网络稳定性。
支撑去中心化的关键技术是区块链，每个区块包含一系列交易记录，并通过密码学哈希链接到前一个区块，形成一个不可篡改的链式结构，任何试图修改历史数据的行为都需要重新计算后续所有区块，这在计算上几乎不可行，从而保障了数据的完整性和透明度，比特币使用公钥加密技术保护用户隐私，交易虽公开记录在链上，但用户可通过匿名地址隐藏身份，确保一定程度的信息安全。
比特币的生成和交易验证依赖于工作量证明共识机制，矿工利用计算能力解决复杂数学难题，竞争验证交易并创建新区块，首个成功的矿工获得区块奖励和交易费用，这个过程称为挖矿，它不仅激励参与者维护网络，还通过调整问题难度确保每10分钟左右生成一个新区块，维持系统节奏，这种机制解决了拜占庭将军问题，使分散节点能在恶意行为存在时达成一致，避免双重花费风险。
在日常运作中，比特币交易流程高效而安全，用户发起交易后，节点会验证发送者余额和数字签名的有效性，只有通过检查的交易才被纳入区块，矿工通过工作量证明确认后添加到区块链，交易费用作为可选激励，加速处理速度，这种设计平衡了效率与成本，同时结合去中心化特性，使得比特币在全球范围内可自由流通，不受地域或机构限制。
