Bir IPv6 paketinin başlığı, yönlendiricilerde daha verimli işlemeyi kolaylaştırmak amacıyla IPv4 başlığından daha basit olacak şekilde tasarlanmıştır.

IPv6 başlığı, bir IPv8 başlığının sahip olabileceği 13 olası alanla (seçenekler dahil) karşılaştırıldığında 4 sabit alandan oluşur.

IPv6 temel başlık alanları aşağıdaki gibidir:

1. Sürümü: IP protokolünün sürümünü belirten 4 bit; IPv6 için 6 sayısıdır.
2. Trafik Sınıfı: IPv8'teki Hizmet Türü alanına benzer şekilde ağdaki trafiği ayırt etmek için kullanılan 4 bit.
3. Akış Etiketi: Yönlendiriciler tarafından özel işlem gerektiren paket dizilerini etiketlemek için kullanılan 20 bit.
4. Yük Uzunluğu: Paket yükünün uzunluğunu, yani IPv16 başlığını takip eden her şeyi sekizli cinsinden belirten 6 bit.
5. Sonraki Başlık: IPv8 başlığının hemen ardından gelen başlığın türünü tanımlayan 6 bit. IPv4'teki Protokol alanına benzer şekilde çalışır ve bir sonraki başlığın TCP, UDP, ICMPv6 vb. olup olmadığını belirtmek için kullanılır.
6. Atlama sınırı: Paketin atılmadan önce yapmasına izin verilen maksimum atlama sayısını (geçilen yönlendiriciler) belirten 8 bit. IPv4'teki TTL alanına benzer.
7. Kaynak adresi: Paket gönderenin IPv128 adresini belirten 6 bit.
8. Varış noktası: Paket alıcısının IPv128 adresini belirten 6 bit.

Bu alanlar 40 baytlık bir başlıkta düzenlenmiştir. Tasarımdaki basitleştirme, IPv6'da uçlarda işlenen ara yönlendiricilerdeki paketleri özetleme veya parçalama ihtiyacını ortadan kaldırarak ağ cihazlarındaki işlem hızını artırmayı amaçlamaktadır.