Header paket IPv6 telah dirancang lebih sederhana daripada header IPv4, dengan tujuan memfasilitasi pemrosesan yang lebih efisien di router.

Header IPv6 terdiri dari 8 kolom tetap, dibandingkan dengan 13 kolom yang memungkinkan (termasuk opsi) yang mungkin dimiliki header IPv4.

Bidang header dasar IPv6 adalah sebagai berikut:

1. Versi: 4 bit yang menunjukkan versi protokol IP, yang mana untuk IPv6 adalah angka 6.
2. Kelas Lalu Lintas: 8 bit digunakan untuk membedakan lalu lintas di jaringan, mirip dengan bidang Jenis Layanan di IPv4.
3. Label Aliran: 20 bit digunakan untuk memberi label urutan paket yang memerlukan penanganan khusus oleh router.
4. Panjang Muatan: 16 bit yang menunjukkan panjang muatan paket, yaitu segala sesuatu yang mengikuti header IPv6, dalam oktet.
5. Tajuk Berikutnya: 8 bit yang mengidentifikasi jenis header segera setelah header IPv6. Cara kerjanya mirip dengan bidang Protokol di IPv4 dan digunakan untuk menunjukkan apakah header berikutnya adalah TCP, UDP, ICMPv6, dll.
6. Batas Lompatan: 8 bit yang menentukan jumlah hop maksimum (router yang dilalui) yang boleh dibuat oleh paket sebelum dibuang. Hal ini mirip dengan bidang TTL di IPv4.
7. Alamat sumber: 128 bit yang menunjukkan alamat IPv6 pengirim paket.
8. Alamat tujuan: 128 bit yang menunjukkan alamat IPv6 penerima paket.

Bidang-bidang ini disusun dalam header 40-byte. Penyederhanaan dalam desain bertujuan untuk meningkatkan kecepatan pemrosesan pada perangkat jaringan, menghilangkan kebutuhan untuk meringkas atau memfragmentasi paket-paket di router perantara, yang ditangani di ujung-ujungnya dalam IPv6.