L'intestazione di un pacchetto IPv6 è stata progettata per essere più semplice dell'intestazione IPv4, con l'obiettivo di facilitare un'elaborazione più efficiente nei router.

L'intestazione IPv6 è composta da 8 campi fissi, rispetto ai 13 possibili campi (comprese le opzioni) che potrebbe avere un'intestazione IPv4.

I campi dell'intestazione di base IPv6 sono i seguenti:

1. Versione: 4 bit che indicano la versione del protocollo IP, che per IPv6 è il numero 6.
2. Classe di traffico: 8 bit utilizzati per differenziare il traffico sulla rete, simile al campo Tipo di servizio in IPv4.
3. Etichetta di flusso: 20 bit utilizzati per etichettare sequenze di pacchetti che richiedono una gestione speciale da parte dei router.
4. Lunghezza del carico utile: 16 bit che indicano la lunghezza del payload del pacchetto, ovvero tutto ciò che segue l'intestazione IPv6, in ottetti.
5. Intestazione successiva: 8 bit che identificano il tipo di header immediatamente successivo all'header IPv6. Funziona in modo simile al campo Protocollo in IPv4 e viene utilizzato per indicare se l'intestazione successiva è TCP, UDP, ICMPv6, ecc.
6. Limite del salto: 8 bit che specificano il numero massimo di hop (router attraversati) che il pacchetto può effettuare prima di essere scartato. È simile al campo TTL in IPv4.
7. Indirizzo di partenza: 128 bit che indicano l'indirizzo IPv6 del mittente del pacchetto.
8. Indirizzo di destinazione: 128 bit che indicano l'indirizzo IPv6 del destinatario del pacchetto.

Questi campi sono organizzati in un'intestazione di 40 byte. La semplificazione progettuale mira a migliorare la velocità di elaborazione nei dispositivi di rete, eliminando la necessità di riepilogare o frammentare i pacchetti nei router intermedi, che vengono gestiti alle estremità in IPv6.