以太坊基于多层次的技术架构与创新共识机制，构建了当前全球应用最广泛的智能合约与去中心化应用平台。其技术根基在于区块链，这是一个由分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术构成的新型应用模式，本质上是一个去中心化的数据库。以太坊使用块链式数据结构，将交易信息打包进区块，每个区块都记录了上一个区块的哈希值，从而形成一条按时间顺序串联、不可篡改的链。通过密码学方式保障了交易信息公开透明而账户信息加密，为整个网络奠定了信任基础。
以太坊引入了革命性的智能合约技术，这构成了其区别于比特币等早期区块链的核心特征。智能合约是一种运行在以太坊虚拟机上的自动执行的程序代码，它能够在满足预设条件时自动触发并执行合同条款，无需任何中心化机构的介入。这使得开发者能够构建复杂的去中心化应用，实现从金融交易到供应链管理的各种自动化逻辑，将区块链的用途从简单的价值传输扩展到了可编程的广阔领域。以太坊虚拟机作为一个图灵完备的隔离运行环境，确保了智能合约代码的安全执行。
为了维护网络的安全与去中心化，以太坊历经了核心共识机制的演进。其最初采用与比特币类似的工作量证明机制，矿工通过算力竞争来验证交易并创建新区块。生态发展，为应对性能瓶颈和高能耗问题，以太坊启动了向权益证明机制的升级。在权益证明下，验证者通过质押一定数量的以太币来获得参与网络验证和打包区块的权利，这大幅降低了能源消耗，并为进一步提升网络的可扩展性铺平了道路。这次从工作量证明到权益证明的技术迁移是以太坊发展史上的关键变革。
面对可扩展性挑战，以太坊的技术路线图包含了分片等关键扩容方案。分片技术将整个网络状态分割成多个并行的分片链，使交易可以被并行处理，从而理论上大幅提升网络的整体交易吞吐量。以太坊生态系统在实践中演化出了混合L1+L2的扩容架构。Layer1主链专注于保障最高级别的安全性和去中心化，而Layer2扩容解决方案则在其基础上构建，通过将大量交易转移至链下处理再打包回主链的方式，有效分担了主网的压力，实现了高吞吐量和低交易成本，共同支撑起世界计算机的愿景。
在应用层，以太坊提供了一套完整的开发工具与账户模型来支持生态繁荣。其账户分为外部拥有账户和合约账户，通过交易和消息传递进行交互。开发者可以使用如Solidity等高级编程语言编写智能合约，并通过等库与区块链节点进行连接，构建前端界面，最终形成用户可感知的去中心化应用。这种技术组合使得以太坊不仅是一个价值存储网络，更成为一个强大的去中心化应用开发与部署平台，催生了去中心化金融、非同质化代币等众多创新领域。
