以太坊的算法体系是支撑其作为去中心化世界计算机运行的技術基礎，通過加密算法和共识机制確保網絡在無需中央權威的情況下自主運行，這些算法共同構成了一個安全、可靠的分布式系統，使開發者能夠構建和部署智能合約與去中心化應用，從而推動區塊鏈技術在金融、物聯網和數字資產等領域的應用。
共识机制是以太坊算法的核心部分，它決定了網絡中所有參與者如何就交易的有效性達成一致，並將新區塊添加到鏈上；以太坊最初採用工作量證明算法，礦工通過解決複雜數學難題來驗證交易並競爭區塊獎勵，但隨著網絡發展，為了解決能耗和中心化問題，正逐步向權益證明機制過渡，這通過質押代幣來選拔驗證者，並利用經濟激勵和懲罰機制來維護網絡安全性和去中心化特性。
具體到挖礦過程，以太坊設計了Ethash算法，這是一種基於內存硬計算的機制，通過使用緩存和大型數據集來增加對內存訪問的需求，從而抵抗專用礦機的優勢，確保普通計算設備也能參與網絡維護。
安全性的保障依賴於密碼學中的單向函數，特別是橢圓曲線數字簽名算法用於從私鑰生成公鑰，再結合Keccak-256哈希算法生成地址，這些過程確保了私鑰的機密性，使得從公鑰或地址反推私鑰在計算上幾乎不可能，這為用戶的數字資產提供了堅固的保護。
智能合約的執行由以太坊虛擬機負責，EVM作為運行環境，確保智能合約代碼在全網節點上一致執行，同時通過燃料系統限制資源消耗，避免惡意代碼導致的網絡擁堵。
