區塊鏈是由一串使用密碼學方法產生的數據塊組成的，每一個區塊都包含了上一個區塊的哈希值（hash），從創始區塊（genesis block）開始連接到當前區塊，形成塊鏈。每一個區塊都確保按照時間順序在上一個區塊之後產生，否則前一個區塊的哈希值是未知的。這些特征使得比特幣的雙花（double-spending）非常困難。區塊鏈是比特幣的核心創新。
區塊鏈概念的出現，首先是在中本聰的比特幣白皮書[2]中提到的，但是以工作量證明鏈（proof-of-work chain）的形式而存在，以下是中本聰對區塊鏈概念的描述： 時間戳服務器通過對以區塊(block)形式存在的一組數據，實施隨機散列而加上時間戳，並將該隨機散列進行廣播，就像在新聞或世界性新聞組網絡（Usenet）的發帖一樣 。顯然，該時間戳能夠證實特定數據必然於某特定時間是的確存在的，因為隻有在該時刻存在了才能獲取相應的隨機散列值。
