在當今競爭激烈的採礦業環境中，獨立的小規模礦工（也稱為單獨礦工）幾乎沒有現實的成功機會。找到一個區塊並賺到足夠的錢來支付電力和硬體成本的機率極低，這使得單獨挖礦與購買彩票沒有什麼不同。即使是最強大的消費級 ASIC 礦機也無法與大型商業礦場競爭，這些礦場在位於水力發電廠等低成本能源來源附近的大型伺服器設施中運行數萬個晶片。
因此，礦工越來越多地透過加入礦池進行合作。在礦池中，匯集了數千名參與者的算力，並在他們之間分享獎勵。透過參與礦池，礦工只能獲得總獎勵的一部分，但他們通常會定期（通常是每天）收到付款，這大大減少了不確定性。
考慮一個具體的例子。假設一名礦工購買了一台能夠產生 6,000 GH/s 哈希能力（即 6 TH/s）的機器。 2014 年 8 月，這樣的設備可能售價約為 10,000 美元。它的運作功率為 3 千瓦 (kW)，每天用電 72 千瓦時，每天電費約為 7 至 8 美元。在當時的比特幣網路難度下，該礦工預計每 155 天（或平均大約每五個月）才能透過單獨挖礦找到一個區塊。如果礦工在此期間成功，獎勵將是 25 個比特幣。以比特幣價格約 600 美元計算，該獎勵價值 15,000 美元。這將覆蓋該期間的硬體和電力成本，並留下約 3,000 美元的淨利潤。
然而，礦工能否在這五個月內真正找到區塊很大程度上取決於運氣。礦工可能會找到兩個區塊並獲得可觀的利潤，或者可能十個月都找不到任何區塊並遭受經濟損失。更糟的是，比特幣的工作量證明難度在此期間可能會大幅增加。鑑於採礦硬體的快速改進，在設備被更新、更有效率的一代機器取代之前，礦工可能只有不到六個月的時間來收回投資。
如果同一位礦工加入礦池，而不是每五個月等待一次可能的大額支付，那麼該礦工每周可能會賺取約 500 至 700 美元。這種穩定的收入有助於隨著時間的推移分攤電力和硬體成本，從而減少承擔重大財務風險的需要。七到九個月後，硬體可能仍然會過時，整體風險可能仍然很高，但至少那段時間的收入更加規律和可預測。
礦池透過專門的挖礦協議協調數百甚至數千名礦工的工作。在礦池註冊帳戶後，每個礦工都會配置其礦機以連接到礦池伺服器。挖礦時，設備保持與伺服器的連接，並將其工作與其他參與者的工作同步。這樣，礦池中的礦工就可以互相分配挖礦工作，然後分享獎勵。
當成功開採一個區塊時，區塊獎勵將支付給礦池的比特幣地址，而不是支付給單一礦工。一旦礦工的累積獎勵達到指定閾值，礦池伺服器就會定期向該礦工的比特幣位址發送付款。在大多數情況下，礦池業者會針對提供此服務收取一定比例的費用。
礦池中的礦工分擔搜尋候選區塊的工作，並根據他們貢獻的工作量獲得「份額」。為了計算這些份額，礦池設定了比實際比特幣網路難度低得多的難度目標——通常要容易 1,000 倍以上。當礦池中的某人最終找到有效區塊時，礦池會收到獎勵，並根據所有參與礦工提交的份額數量將其分配給他們。
礦池向所有礦工開放，無論大小、專業或業餘。有些參與者可能只操作一個小型採礦設備，而有些參與者可能經營一個裝滿先進硬體的車庫。有些可能只消耗數十千瓦的電力，而有些則可能使用整個資料中心消耗兆瓦的電力。那麼，挑戰在於如何公平地衡量每個礦工的貢獻，同時防止作弊。
解決方案是使用比特幣的工作量證明演算法本身，但難度閾值較低。這使得礦池能夠以公平且可驗證的方式衡量每個礦工的貢獻。即使是池中最小的礦工也可以定期賺取一些份額，這提供了足夠的參與動力。透過降低賺取份額所需的難度，礦池可以估計每個礦工正在執行多少工作。每當礦工發現區塊頭哈希值低於池的目標難度時，該結果就證明礦工已經完成了可測量的計算工作量。
更重要的是，這項為賺取份額而進行的工作提供了一種具有統計意義的方法來估計為整個網路尋找有效比特幣區塊的進展。成千上萬的礦工，每個人都搜尋較小範圍的哈希值，可以共同產生滿足整個比特幣網路難度目標的結果。
用骰子遊戲來類比，想像整個遊戲的目標是擲出低於 4 的數字。這代表了完整的網路難度。礦池可以透過計算每個低於 8 的擲骰數來創建更簡單的中間目標。低於 8 的擲骰不會贏得遊戲，但它們確實算作份額。由於這個較容易的目標更容易實現，因此玩家會定期賺取份額，即使他們很少實現贏得遊戲本身所需的較難的目標。
偶爾，池中有人會擲出低於 4 的骰子，然後該池獲勝。然後可以根據每個參與者獲得的份額數量來分配獎勵。儘管滾動低於 8 本身並不能贏得比賽，但它提供了一種公平的方式來衡量每個玩家的貢獻，有時也會產生獲勝結果。
同樣，礦池設置其內部難度，以便單一礦工可以足夠頻繁地找到滿足礦池目標的區塊頭哈希來賺取份額。有時，這些嘗試之一也會滿足更難的比特幣網路目標，產生一個有效的區塊。當這種情況發生時，整個池子都會獲勝。