Der Header eines IPv6-Pakets wurde einfacher gestaltet als der IPv4-Header, mit dem Ziel, eine effizientere Verarbeitung in Routern zu ermöglichen.

Der IPv6-Header besteht aus 8 festen Feldern, verglichen mit den 13 möglichen Feldern (einschließlich Optionen), die ein IPv4-Header haben könnte.

Die grundlegenden IPv6-Headerfelder lauten wie folgt:

1. Version: 4 Bits, die die Version des IP-Protokolls angeben, die für IPv6 die Nummer 6 ist.
2. Verkehrsklasse: 8 Bits, die zur Unterscheidung des Datenverkehrs im Netzwerk verwendet werden, ähnlich dem Feld „Type of Service“ in IPv4.
3. Flussetikett: 20 Bits zur Kennzeichnung von Paketsequenzen, die eine besondere Behandlung durch Router erfordern.
4. Nutzlastlänge: 16 Bits, die die Länge der Paketnutzlast, also alles, was auf den IPv6-Header folgt, in Oktetten angeben.
5. Nächste Kopfzeile: 8 Bits, die den Typ des Headers identifizieren, der unmittelbar auf den IPv6-Header folgt. Es funktioniert ähnlich wie das Protokollfeld in IPv4 und wird verwendet, um anzugeben, ob der nächste Header TCP, UDP, ICMPv6 usw. ist.
6. Hop-Limit: 8 Bits, die die maximale Anzahl an Hops (durchquerte Router) angeben, die das Paket durchlaufen darf, bevor es verworfen wird. Es ähnelt dem TTL-Feld in IPv4.
7. Quelladresse: 128 Bit geben die IPv6-Adresse des Absenders des Pakets an.
8. Zieladresse: 128 Bit, die die IPv6-Adresse des Empfängers des Pakets angeben.

Diese Felder sind in einem 40-Byte-Header organisiert. Durch die Vereinfachung des Designs soll die Verarbeitungsgeschwindigkeit in Netzwerkgeräten verbessert werden, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Pakete in zwischengeschalteten Routern zusammenzufassen oder zu fragmentieren, was bei IPv6 an den Enden erfolgt.