以太坊是一个开放且去中心化的全球性计算平台，其运作核心在于通过分布式网络中的共识机制与状态转换来共同维护一个不可篡改的账本，并在此基础上执行智能合约。理解以太坊如何运作，关键在于将其视为一个由全球成千上万个节点共同维护的、基于交易驱动的巨型状态机。这个系统的初始状态被记录在创世区块中，此后每一笔由用户发起的有效交易，都会驱动整个网络的状态发生一次精确、全局同步的转变。这种转变的最终结果，也就是以太坊在任意时刻的当前状态，被所有参与者共同承认并接受，它包含了所有账户的精确余额、智能合约的代码与存储数据等核心信息。整个系统的安全性由密码学原理和共识机制来保障，确保了在不需要信任任何单一中介的情况下，任何人都可以验证数据的真实性与完整性，从而构建出一个透明可信的数字化基础。
以太坊网络通过独特的账户模型来组织和管理价值与逻辑。系统内存在两种基本账户类型，其功能与角色截然不同。一种是外部拥有账户，它由用户通过私钥直接控制，主要用于持有和转移以太币，并作为发起所有交易的唯一源头。另一种是合约账户，它没有私钥，而是由部署在区块链上的一段可执行代码逻辑所控制。合约账户只能在接收到来自外部账户或其它合约账户的交易调用时，才会被激活并执行其预设的代码。这两种账户共同构成了以太坊生态的参与者，前者代表着用户与资金，后者则封装了复杂的业务规则与自动化逻辑，它们之间的互动编织出了纷繁复杂的去中心化应用生态。
驱动这台巨型状态机运转的燃料，被称为Gas。以太坊上的每一次计算操作、存储写入或交易执行，都需要消耗特定数量的Gas。用户在为交易付费时，实际上需要设定两部分参数：一是愿意为每单位Gas支付的价格，这决定了交易被矿工或验证者打包处理的优先级；二是愿意为这笔交易支付的最大Gas数量上限。这种设计巧妙地将资源使用成本与系统原生代币的价值解耦，既能让网络根据实际负载动态调节处理费用，又能有效防止因智能合约代码存在缺陷而导致的无限循环等恶意行为耗尽网络资源。以太币不仅是网络中的价值载体，更是确保网络可持续、稳定、安全运行的经济调节工具。
交易的有效性以及新区块的生成，依赖于网络节点之间达成共识的机制。早期以太坊采用与比特币类似的工作量证明，通过计算竞赛来决定记账权。为了追求更高的效率与可扩展性，它已经完成了向权益证明共识机制的全面过渡。在新的机制下，参与者需要质押一定数量的以太币来成为验证节点，网络根据质押比例和随机算法选择验证者来创建新区块并验证交易。这一转变大幅降低了维护网络安全的能源消耗，同时为质押者带来了参与网络维护的经济激励。共识机制确保了无论在世界何地，所有诚实的节点都能对交易序列和最终的系统状态达成一致看法，是维系整个去中心化系统可信赖性的基石。
当智能合约被调用执行时，其代码的运行环境被称为以太坊虚拟机。这是一个完全隔离的、沙箱化的运行环境，部署在全球每一个完整的网络节点上。当交易触发合约时，相关节点上的虚拟机便会加载并执行对应的合约代码，根据输入数据和当前区块链的状态，计算出确定性的结果，并更新相关账户的状态。这种全球同步的、确定性的计算能力，使得以太坊超越了简单的价值转移网络，成为一个能够执行任意复杂逻辑的全球性去中心化计算平台。任何开发者都可以通过高级编程语言编写智能合约，经编译后部署到区块链上，从而创造出诸如去中心化金融、数字资产发行与管理、自动化组织治理等无需中间方即可自主运行的创新应用。
