IPv6 (RFC 2460) dirancang sebagai perbaikan dari IPv4 (RFC 791), dan bukan merupakan perubahan yang ekstrim dari IPv4. Fungsi-fungsi yang bekerja pada IPv4 juga ada pada IPv6, sedangkan fungsi-fungsi yang tidak bekerja pada IPv4 dihilangkan pada IPv6. Perubahan dari IPv4 ke IPv6 dapat dibagi dalam beberapa kategori, yaitu:

1. Kapabilitas pengalamatan yang semakin besar. Pengalamatan yang digunakan meningkat dari 32-bit pada IPv4 menjadi 128-bit pada IPv6. Hal ini digunakan untuk mendukung hirarki pengalamatan dan jumlah pengalamatan node yang lebih banyak, dan konfigurasi alamat-alamat secara otomatis yang lebih sederhana.

2. Penyederhanaan format header. Beberapa field pada header IPv4 telah dihilangkan atau dibuat menjadi optional untuk mengurangi cost processing dari penanganan paket dan untuk menjaga cost bandwidth dari IPv6 sekecil mungkin walaupun ada peningkatan ukuran alamat. Walaupun panjang pengalamatan IPv6 empat kali lebih panjang daripada pengalamatan pada IPv4, panjang header IPv6 hanyalah dua kali lebih panjang daripada header IPv4.

3. Kemampuan pelabelan aliran. Kemampuan baru ditambahkan, yakni memberi label pada paket yang mengalir pada jaringan tertentu ketika pengirim meminta perlakuan khusus, seperti QoS (quality of service) atau layanan real-time.

4. Peningkatan dukungan untuk header tambahan dan header pilihan (optional). Perubahan pada penandaan pilihan pada header memungkinkan proses pelewatan paket yang lebih efisien, batasan-batasan panjang option yang lebih besar, dan flaksibilitas untuk option yang mungkin ada di masa depan.

5. Kapabilitas untuk QoS (quality of service). Sebuah kapabilitas untuk memingkinkan pemberian label pada paket-paket dari aliran trafik tertentu dimana pengirim membutuhkan penanganan khusus.

6. Kapabilitas autentifikasi dan privasi. IPv6 mendukung autentifikasi, integritas data, dan kerahasiaan data tertentu.

Format header pada IPv6 menyederhanakan format header pada IPv4. Perbandingan antara format header IPv6 dan IPv4 adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Format Paket IPv4

Gambar 2. Format Paket IPv6