De header van een IPv6-pakket is ontworpen om eenvoudiger te zijn dan de IPv4-header, met als doel een efficiëntere verwerking in routers mogelijk te maken.

De IPv6-header bestaat uit 8 vaste velden, vergeleken met de 13 mogelijke velden (inclusief opties) die een IPv4-header kan hebben.

De IPv6-basisheadervelden zijn als volgt:

1. Versie: 4 bits die de versie van het IP-protocol aangeven, wat voor IPv6 het getal 6 is.
2. Verkeers klasse: 8 bits gebruikt om verkeer op het netwerk te differentiëren, vergelijkbaar met het veld Type service in IPv4.
3. Stroomlabel: 20 bits gebruikt voor het labelen van pakketreeksen die een speciale behandeling door routers vereisen.
4. Lengte laadvermogen: 16 bits die de lengte van de pakketlading aangeven, dat wil zeggen alles wat volgt op de IPv6-header, in octetten.
5. Volgende kop: 8 bits die het type header identificeren dat onmiddellijk volgt op de IPv6-header. Het werkt vergelijkbaar met het Protocolveld in IPv4 en wordt gebruikt om aan te geven of de volgende header TCP, UDP, ICMPv6, enz. is.
6. Hoplimiet: 8 bits die het maximale aantal hops (doorkruiste routers) specificeren dat het pakket mag maken voordat het wordt weggegooid. Het is vergelijkbaar met het TTL-veld in IPv4.
7. Bron adres: 128 bits die het IPv6-adres van de pakketafzender aangeven.
8. Bestemmingsadres: 128 bits die het IPv6-adres van de ontvanger van het pakket aangeven.

Deze velden zijn georganiseerd in een header van 40 bytes. De vereenvoudiging in het ontwerp heeft tot doel de verwerkingssnelheid in netwerkapparaten te verbeteren, waardoor de noodzaak wordt geëlimineerd om pakketten in tussenliggende routers samen te vatten of te fragmenteren, wat bij IPv6 aan de uiteinden wordt afgehandeld.