比特币与以太币的底层核心技术主要包含共识机制、账户交易模型、密码学与区块数据结构，以太坊额外叠加以太坊虚拟机、智能合约与Gas计费体系，二者依托这些技术实现去中心化账本，但在设计取舍上存在明显分化。
共识机制是两大公链保障全网节点数据统一的底层根基，比特币沿用工作量证明PoW机制，依靠矿工通过SHA‑256哈希运算竞争记账权，系统每2016个区块自动调整挖矿难度，把平均出块时间稳定在10分钟，交易需要大约6个区块确认才能视作安全，这套机制依靠算力成本抵御篡改攻击，但不适合运行复杂业务逻辑。以太坊在2022年完成合并升级后全面切换为权益证明PoS，参与者质押32枚以太币成为网络验证者获取出块资格，作恶会触发罚没机制，出块间隔缩短至12秒，能耗相比旧版本大幅下降，依靠质押资产形成经济约束实现区块最终确认，不需要消耗大规模算力进行哈希竞赛。
账户与交易模型直接决定链上记账逻辑，比特币采用UTXO未花费交易输出模型，系统并不直接记录账户余额，每一笔交易消耗过往交易的未花费输出作为输入，同时生成新的输出，和现金找零逻辑类似，该模型隐私属性较强，但很难承载复杂计算逻辑。以太坊改用账户余额模型，分为外部用户账户和合约账户，像传统银行账户一样直接记录每个地址的余额、交易计数器与合约代码，能够持续保存智能合约的变量状态，天然适配各类去中心化应用的状态读写需求。在区块数据存储层面，比特币依靠默克尔树汇总区块内全部交易；以太坊使用MPT默克尔帕特里夏树，同时维护交易树、状态树、收据树三套数据结构，完整保存账户状态、交易内容以及合约执行产生的事件日志。
以太坊独有的以太坊虚拟机EVM与智能合约体系，是它区别于比特币最关键的技术。EVM相当于链上的执行引擎，所有Solidity编写的合约代码都在这个隔离环境运行，实现图灵完备的可编程能力，开发者可以自主编写转账、借贷、NFT铸造等业务逻辑。为避免合约无限循环消耗网络资源，以太坊设计Gas燃料机制，每一步运算、存储操作都会消耗对应Gas，用户设置Gas价格决定交易打包优先级，Gas可以限制恶意代码滥用链上资源，也成为网络资源分配的调节工具，基于这套体系衍生出ERC‑20、ERC‑721等通用代币标准，支撑整个DeFi、NFT生态运转。比特币仅具备有限的脚本能力，仅支持多重签名、时间锁等简单条件，不支持通用智能合约开发。
除主链底层技术外，两者都在推进二层扩容技术解决主链性能瓶颈，比特币以闪电网络为代表，把大量交易迁移到链下通道完成，最终仅将结算结果上链，缓解主链拥堵；以太坊主流采用Rollup扩容方案，把大量交易在二层执行压缩后，将数据提交至以太坊主链，在保留主链安全的前提下提升整体处理能力。密码学哈希、非对称公私钥签名则是两条公链共用的基础组件，私钥掌握资产控制权，公钥衍生出链上地址，签名保障每一笔交易不可伪造、不可抵赖，是资产安全的第一道防线。
