默克尔树（又叫哈希树）是一种二叉树，由一个根节点、一组中间节点和一组叶节点组成。
最下面的叶节点包含存储数据或其哈希值，每个中间节点是它的两个孩子节点内容的哈希 值，根节点也是由它的两个子节点内容的哈希值组成。
进一步的，默克尔树可以推广到多叉树的情形。
默克尔树的特点是，底层数据的任何变动，都会传递到其父亲节点，一直到树根。
默克尔树的典型应用场景包括：
快速比较大量数据：当两个默克尔树根相同时，则意味着所代表的数据必然相同。
快速定位修改：例如上例中，如果 D1 中数据被修改，会影响到 N1，N4 和 Root。因 此，沿着 Root --> N4 --> N1，可以快速定位到发生改变的 D1；
零知识证明：例如如何证明某个数据（D0……D3）中包括给定内容 D0，很简单，构造 一个默克尔树，公布 N0，N1，N4，Root，D0 拥有者可以很容易检测 D0 存在，但不知 道其它内容。
叶子节点的数据是原始数据或者原始数据的数字摘要(hash值)。非叶子节点的数据是根据其所有子节点数据计算出的数字摘要(hash值)。
快速比较大量数据，从根节点开始比较，可快速找到变更的数据。
BitCoin的Merkle Proof
Merkle Proof最早的应用是Bitcoin，它是由中本聪在2009年描述并创建的。Bitcoin的Blockchain利用Merkle proofs来存储每个区块的交易。
而这样做的好处，也就是中本聪描述到的“简化支付验证”（Simplified Payment Verification，SPV）的概念:一个“轻客户端”（light client）可以仅下载链的区块头即每个区块中的80byte的数据块，仅包含五个元素，而不是下载每一笔交易以及每一个区块：
- 上一区块头的哈希值
- 时间戳
- 挖矿难度值
- 工作量证明随机数（nonce）
- 包含该区块交易的Merkle Tree的根哈希
如果客户端想要确认一个交易的状态，它只需简单的发起一个Merkle proof请求，这个请求显示出这个特定的交易在Merkle trees的一个之中，而且这个Merkle Tree的树根在主链的一个区块头中。
但是Bitcoin的轻客户端有它的局限。一个局限是，尽管它可以证明包含的交易，但是它不能进行涉及当前状态的证明（如数字资产的持有，名称注册，金融合约的状态等）。
Bitcoin如何查询你当前有多少币？一个比特币轻客户端，可以使用一种协议，它涉及查询多个节点，并相信其中至少会有一个节点会通知你，关于你的地址中任何特定的交易支出，而这可以让你实现更多的应用。但对于其他更为复杂的应用而言，这些远远是不够的。一笔交易影响的确切性质（precise nature），可以取决于此前的几笔交易，而这些交易本身则依赖于更为前面的交易，所以最终你可以验证整个链上的每一笔交易。为了解决这个问题，Ethereum的Merkle Tree的概念，会更进一步。
Ethereum的Merkle Proof
每个以太坊区块头不是包括一个Merkle树，而是为三种对象设计的三棵树：
- 交易Transaction
- 收据Receipts(本质上是显示每个交易影响的多块数据)
- 状态State
这使得一个非常先进的轻客户端协议成为了可能，它允许轻客户端轻松地进行并核实以下类型的查询答案： - 这笔交易被包含在特定的区块中了么？
- 告诉我这个地址在过去30天中，发出X类型事件的所有实例（例如，一个众筹合约完成了它的目标）
- 目前我的账户余额是多少？
- 这个账户是否存在？
- 假如在这个合约中运行这笔交易，它的输出会是什么？
第一种是由交易树（transaction tree）来处理的；第三和第四种则是由状态树（state tree）负责处理，第二种则由收据树（receipt tree）处理。计算前四个查询任务是相当简单的。服务器简单地找到对象，获取Merkle分支，并通过分支来回复轻客户端。