IPv6协议是网络层技术发展的必然趋势，因为它不仅解决了IPv4地址不够用的情况，还做了很大的改进，比如，增加了多播和流的功能，为网络上多媒体内容的质量提供精细的控制，引入自动配置功能，使得局域网管理更加方便，增加了专门的网络安全功能。
由40字节的固定头部和可变长的扩展头部组成。
4位版本号指定IP协议的版本。对于IPv6来说，其值是6。
8位.通信类型指示数据流通信类型或优先级，和IPv4的TOS类似。
20位流标签是IPv6新增加的字段，用于某些对连接的服务质量有特殊要求的通信，比如音视频等实时传输。
16位净荷长度指的是IPv6扩展头部和应用程序数据长度之和，不包括固定头部长度。
8位下一个包头指出紧跟IPv6固定头部后的包头类型，如扩展头或某个上层协议头(比如TCP、UDP、ICMP)。类似于IPv4头部中的协议字段，且相同的取值有形同的含义。
8位跳数限制，和IPv4中的TTL含义相同。
IPv6用128位(16字节)来表示IP地址。使得IP地址的总量达到了2的128次方。
32位表示的IPv4地址一般用点分十进制表示，而IPv6地址则用十六进制字符串表示。
可变长的扩展头部使得IPv6能支持更多的选项，并且利于扩展。它的长度可以是0，表示数据报没有使用任何扩展头部。一个数据报可以包含多个扩展头部，每个扩展头部的类型由前一个头部(固定头部或扩展头部)中的下一个报头字段指定。目前可以使用的扩展头部如下：
