證券市場是區塊鏈非常適合的應用領域，兩者之間的契合度非常高，傳統的證券交易，需要經過中央結算機構、銀行、證券公司和交易所這四大機構的協調工作，才能完成證券的交易，效率低、成本高，且這樣的模式造就了強勢中介，金融消費者的權利往往得不到保障，而區塊鏈系統就可以獨立地完成一條龍式服務。全球金融證券機構都已在探索這方面的應用。

據華爾街日報于2015年11月份報道，世界上一些最大的交易所、銀行和交易服務公司，已聯合成立了一個跨行業集團，命名為“交易后分布式總賬工作組”，探索區塊鏈將如何改變證券交易結算方式。參與機構包括倫敦證券交易所、倫敦清算所、芝加哥商品交易所、瑞銀集團以及歐洲清算中心。區塊鏈可以創建一個開放式、防篡改的交易總賬，它可能取代并簡化證券交易中許多復雜的系統。任何類型的金融資產，比如債券或者股票，都可以轉變成編碼，通過區塊鏈來完成傳輸交易，而無需用到清算所。這意味著，股票交易結算過程，可能在幾分鐘內能完成，而不需要耗費兩三天的時間。倫敦證交所的技術創新負責人Moiz Kohari表示，區塊鏈將推動創新并開發新產品，會顯著減少風險和保證金的要求，同時為更深入的監管提供了機會。

區塊鏈在證券業邁出更大一步的里程碑是獲得了FIX交易社區的支持，社區宣布成立“數字貨幣和區塊鏈小組”。FIX（金融信息交換協議，Financial Information Exchange）是全球證券市場最廣泛使用的通訊協議，旨在優化電子交易的效率。區塊鏈和分布式賬本技術具有從根本上改變證券行業的潛力。通過實時結算，提升更大的透明度，意味著有可能節省數十億的成本，并且消除對手風險并減少錯誤。新工作小組將會把這兩個結合在一起，將區塊鏈技術整合進入資本市場，以及推薦對于FIX實施的最佳實踐。該小組的另一目標是讓每個區塊鏈供應商之間進行協作，將實現多個不同區塊鏈系統（如許多銀行已經嘗試的分布式賬本系統）的兼容統一。

根據來自Wired.com在2015年12月份一份報告，美國證券交易委員會（SEC）已批準了在線零售商Overstock的S-3申請，可在比特幣區塊鏈上發行該公司新的上市股票。S-3是一種證券的登記表，可以讓企業簡化發行上市交易證券的程序。Overstock希望通過區塊鏈來發行最高5億美元的新證券，包括普通股、優先股、存托憑證、權證、債券等。這是首次來自權威監管部門的公開批準，也許這將會徹底改變今后證券發行和未來證券交易的方式。區塊鏈技術之于資本市場，即互聯網之于消費者，它的設計提供了一種安全、透明并且可靠的方式，能夠記錄誰在任何時間段擁有了特定的證券。

早在2015年4月，Overstock便公布了其t?區塊鏈平臺，致力于將股權交易和結算放到區塊鏈上，實現“交易既是結算”。在傳統股票交易市場，市場上的結算機制T+3：當天買入，三個工作日后才可以賣出變現。而有了區塊鏈，這將能夠實時結算，幾乎就在交易完成的瞬間進行完成結算工作。t?平臺采用了彩色幣（colored coin）的技術，建立在比特幣區塊鏈之上，并由比特幣分布式賬本來確保安全。它可以使用很小一筆比特幣來追蹤資產所有權。6月份，Overstock在區塊鏈上發行出售了第一個加密債券（cryptobond）。作為概念驗證，FNY Managed Accounts同意購買了這枚價值500萬美元的債券。

證券登記與發行是證券交易市場的基礎。區塊鏈將利用區塊鏈賬本的安全透明、不可篡改、易于跟蹤等特點，對證券登記、股權管理、證券發行進行數字化管理，使其變得更加高效和安全。不過，區塊鏈在證券登記發行上的應用存在法律合規問題、投資者匿名監管問題、區塊鏈上數字證券與現實世界價值對接等等問題。

傳統的IPO流程，先審核，再負責發行和交易。利用區塊鏈技術，最理想情況下，可以實現任何人可以發行任何有價證券，自行設定發行資產憑證，通過區塊鏈實現24小時不中斷運作，所有人可以在去中心化的交易平臺上自由競價完成交易，而撮合也是在去中心化的（如圖2 所示）。而納斯達克等傳統金融機構探索的區塊鏈應用旨在維護其核心地位，通過區塊鏈降低其運作成本，以及提高安全性、透明性和流動性，為交易者改善金融市場。