Yksityinen avain on salainen tieto, jonka avulla avaimen käyttäjä voi hyödyntää jonkin tietyn Bitcoin-lompakon, siis Bitcoin-osoitteen, sisältämiä varoja. Kyseessä on siis kryptografinen allekirjoitus. Kukin Bitcoin-osoite saa oman uniikin yksityisen avaimensa. Avain tallennetaan tietokoneelle, tai sen voi tallentaa nettilompakon kohdalla jollekin nettipalvelimelle. Yksityinen avain on kuin luottokortin PIN-koodi tai nettipankin tunnukset — sitä ei siis tule jakaa muille.