온라인 거래 정보를 수정할 수 없도록 데이터를 블록(block)으로 만들고 암호기술을 사용한 고리 모양의 체인(chain)으로 연결하여 분산 컴퓨팅 기술로 저장·관리하는 방식.

블록체인의 기본 구조는 블록(block)을 순차적으로 연결한 블록 모음의 형태이며 피투피(P2P) 네트워크를 기반으로 한다. 일정 시간 동안 네트워크 참여자가 거래 정보를 서로 교환해 확인하고 검증하는 과정을 거쳐, 서로 동의한 거래 정보들만 하나의 블록으로 만든다. 그리고 새로 만들어진 블록을 이전 블록체인에 연결하고, 그 사본을 만들어 각 네트워크 참여자 디지털 장비에 분산․저장한다. 이때 안전한 교환을 위해 해시 함수, 디지털 서명, 합의 알고리즘 등을 사용한다. 따라서 기존 은행처럼 중앙 서버에 거래 장부에 대한 데이터베이스를 운영·관리할 필요가 없어 관리 비용을 절감할 수 있고, 분산‧저장하므로 해킹이 어려워 금융 거래의 안전성도 높아진다. 또한 네트워크 참여자들이 분산‧저장된 블록체인 사본을 비교해서 해킹 여부를 판단하고 빠르게 복구할 수 있다.
블록체인은 분산원장기술(DLT)을 구현한 사례 중 하나이다. 분산원장기술은 데이터 관리의 신뢰성을 높이기 위해 원장(ledger)을 분산‧관리하며, 저장‧관리하는 원장 구조에 제약이 없다. 반면, 블록체인은 암호기술을 적용한 체인으로 블록들을 연결하는 선형 데이터 구조만을 가진다. 이와 같은 선형 구조에서는 연결할 유효 블록 확인과 중복 블록 제거에 시간이 많이 걸린다. 다양한 합의 알고리즘(주로 해시 알고리즘)으로 해결하려고 하지만 거래 정보를 대량으로 처리하는데 불리하고 확장도 어렵다.

블록체인 기술은 주식, 부동산 등의 금융 및 자산 거래 뿐만 아니라 농산물, 식품 등의 생산과 유통에 대한 투명한 이력 관리를 목적으로 하는 물류 시스템, 스마트 도시(smart city), 사물 인터넷(IoT) 등 신뢰할 수 있는 거래가 필요한 다양한 분야에 활용할 수 있다. 블록체인을 사용한 대표적인 예가 가상화폐인 비트코인(bitcoin)이다.