Le transazioni Bitcoin che non vengono registrate nella block chain sono definite off-chain.

Le transazioni on-chain sono quelle che vengono registrate sulla blockchain.

Le transazioni di Lightning Network sono un esempio di transazioni off-chain. Queste transazioni avvengono off chain fino a quando i saldi finali non vengono regolati on-chain, riducendo così i tempi e le commissioni di transazione.

Una transazione off-chain non richiede i servizi dei miner non richiede i servizi dei miner necessari per aggiungerla ad un blocco della blockchain.

Le transazioni off-chain sono generalmente più veloci delle transazioni on-chain, possono comportare commissioni più basse, essere effettuate istantaneamente e offrire maggiore anonimato.

Le transazioni on-chain si riflettono sul ledger distribuito.
La verifica del ledger viene effettuata dai miner per convalidare la transazione. Poiché tutto avviene sulla chain, i dettagli della transazione vengono registrati. La transazione viene aggiunta al ledger distribuito e resa visibile sull'intera rete. Questo la rende irreversibile.

Se si considerano le altre transazioni in coda nella mempool e i numerosi passaggi da compiere, è facile capire perché le transazioni on-chain richiedano più tempo per andare a buon fine. Inoltre, le transazioni on-chain comportano costi potenzialmente elevati. Questi sono i motivi per cui per certi casi d'uso gli utenti possano preferire le transazioni off chain.

Le transazioni off-chain, invece, avvengono quasi istantaneamente attraverso alcuni metodi diversi. Senza dover attendere le conferme della rete blockchain, le transazioni sono più veloci. Le transazioni on-chain richiedono la convalida da parte di validatori e finiscono per comportare costi elevati. Mentre le transazioni off-chain sono solitamente a basso costo. Queste transazioni non sono visibili sulla blockchain e offrono maggiore privacy. Le transazioni off-chain possono avvenire tra due parti attraverso un accordo di trasferimento. Una terza parte potrebbe fungere da garante per garantire il successo della transazione. Oggi anche alcuni processori di pagamento operano in questo senso.

Le transazioni off chain che avvengono al di fuori di una rete blockchain possono essere effettuate in diversi modi.
Uno dei metodi consiste nell'utilizzare una rete di pagamento come Lightning Network.
Un altro metodo comune di transazione off chain è quello di scambiare le chiavi private di un portafoglio esistente. Con questo metodo, un nuovo proprietario viene assegnato a un portafoglio specifico. Questo metodo non altera la rete blockchain ed è un modo istantaneo per eseguire la transazione. Alcuni exchange decentralizzati o DEX hanno adottato il ruolo di escrow per fungere da garante tra due soggetti disposti a effettuare una transazione off chain.