Ein Orphan Block entsteht, wenn zwei Miner, oder bei Proof-of-Stake-Netzwerken zwei Validatoren, nahezu gleichzeitig einen gültigen Block für dieselbe Position in der Chain erzeugen. Das Netzwerk hält dann kurzzeitig zwei konkurrierende Kandidaten, und sobald sich die Nodes einigen, welcher Zweig fortgesetzt wird, setzt sich die Chain mit der meisten akkumulierten Arbeit durch (oder, bei Proof-of-Stake, die Chain, die nach der Fork-Choice-Regel gewinnt). Der unterlegene Block fällt dauerhaft aus der Chain heraus und erhält nie Confirmations.
Das passiert, weil die Block-Propagation in einem Peer-to-Peer-Netzwerk nie augenblicklich erfolgt. Ein Miner auf der anderen Seite der Welt kann einen gültigen Block finden, Sekunden bevor er erfährt, dass ein Konkurrent dieselbe Höhe bereits gelöst hat. Chains mit kurzen Block Times oder langsamerer Propagation über ihr Node-Netzwerk erzeugen häufiger solche nahezu gleichzeitigen Blocks.
Transaktionen, die ausschließlich im Orphan Block enthalten waren, gehen nicht verloren; sie kehren in den Mempool zurück und werden meist in einem späteren Block erneut aufgenommen, was die Abwicklung jedoch kurz verzögern kann. Der Block Reward und die Gebühren, die der unterlegene Miner verdient hätte, gehen verloren, weshalb Exchanges und Zahlungsdienstleister mehrere Confirmations abwarten, bevor sie eine Transaktion als endgültig betrachten, besonders bei größeren Überweisungen.
Ethereums alte Proof-of-Work-Chain löste denselben Konflikt anders: Statt diese Blocks vollständig zu verwerfen, wurden sie teilweise als Uncle Blocks belohnt. Dieser Mechanismus verschwand, als Ethereum 2022 auf Proof-of-Stake umstellte, da Validatoren nicht mehr um das Lösen eines Rätsels konkurrieren. Bei Bitcoin sind echte Orphans, Blocks, deren Parent einem Node unbekannt ist, heute dank der 2015 eingeführten Headers-first-Propagation selten; die meisten umgangssprachlich als "orphaned" bezeichneten Blocks sind heute eigentlich Stale Blocks.