默克爾樹（又叫哈希樹）是一種二叉樹，由一個根節點、一組中間節點和一組葉節點組成。
最下面的葉節點包含存儲數據或其哈希值，每個中間節點是它的兩個孩子節點內容的哈希 值，根節點也是由它的兩個子節點內容的哈希值組成。
進一步的，默克爾樹可以推廣到多叉樹的情形。
默克爾樹的特點是，底層數據的任何變動，都會傳遞到其父親節點，一直到樹根。
默克爾樹的典型應用場景包括：
快速比較大量數據：當兩個默克爾樹根相同時，則意味着所代表的數據必然相同。
快速定位修改：例如上例中，如果 D1 中數據被修改，會影響到 N1，N4 和 Root。因 此，沿着 Root --> N4 --> N1，可以快速定位到發生改變的 D1；
零知識證明：例如如何證明某個數據（D0……D3）中包括給定內容 D0，很簡單，構造 一個默克爾樹，公佈 N0，N1，N4，Root，D0 擁有者可以很容易檢測 D0 存在，但不知 道其它內容。
葉子節點的數據是原始數據或者原始數據的數字摘要(hash值)。非葉子節點的數據是根據其所有子節點數據計算出的數字摘要(hash值)。
快速比較大量數據，從根節點開始比較，可快速找到變更的數據。
BitCoin的Merkle Proof
Merkle Proof最早的應用是Bitcoin，它是由中本聰在2009年描述並創建的。Bitcoin的Blockchain利用Merkle proofs來存儲每個區塊的交易。
而這樣做的好處，也就是中本聰描述到的“簡化支付驗證”（Simplified Payment Verification，SPV）的概念:一個“輕客戶端”（light client）可以僅下載鏈的區塊頭即每個區塊中的80byte的數據塊，僅包含五個元素，而不是下載每一筆交易以及每一個區塊：
- 上一區塊頭的哈希值
- 時間戳
- 挖礦難度值
- 工作量證明隨機數（nonce）
- 包含該區塊交易的Merkle Tree的根哈希
如果客戶端想要確認一個交易的狀態，它只需簡單的發起一個Merkle proof請求，這個請求顯示出這個特定的交易在Merkle trees的一個之中，而且這個Merkle Tree的樹根在主鏈的一個區塊頭中。
但是Bitcoin的輕客戶端有它的侷限。一個侷限是，儘管它可以證明包含的交易，但是它不能進行涉及當前狀態的證明（如數字資產的持有，名稱註冊，金融合約的狀態等）。
Bitcoin如何查詢你當前有多少幣？一個比特幣輕客戶端，可以使用一種協議，它涉及查詢多個節點，並相信其中至少會有一個節點會通知你，關於你的地址中任何特定的交易支出，而這可以讓你實現更多的應用。但對於其他更爲複雜的應用而言，這些遠遠是不夠的。一筆交易影響的確切性質（precise nature），可以取決於此前的幾筆交易，而這些交易本身則依賴於更爲前面的交易，所以最終你可以驗證整個鏈上的每一筆交易。爲了解決這個問題，Ethereum的Merkle Tree的概念，會更進一步。
Ethereum的Merkle Proof
每個以太坊區塊頭不是包括一個Merkle樹，而是爲三種對象設計的三棵樹：
- 交易Transaction
- 收據Receipts(本質上是顯示每個交易影響的多塊數據)
- 狀態State
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這使得一個非常先進的輕客戶端協議成爲了可能，它允許輕客戶端輕鬆地進行並覈實以下類型的查詢答案： - 這筆交易被包含在特定的區塊中了麼？
- 告訴我這個地址在過去30天中，發出X類型事件的所有實例（例如，一個衆籌合約完成了它的目標）
- 目前我的賬戶餘額是多少？
- 這個賬戶是否存在？
- 假如在這個合約中運行這筆交易，它的輸出會是什麼？
第一種是由交易樹（transaction tree）來處理的；第三和第四種則是由狀態樹（state tree）負責處理，第二種則由收據樹（receipt tree）處理。計算前四個查詢任務是相當簡單的。服務器簡單地找到對象，獲取Merkle分支，並通過分支來回復輕客戶端。
