Tiêu đề của gói IPv6 được thiết kế đơn giản hơn tiêu đề IPv4, với mục tiêu tạo điều kiện xử lý hiệu quả hơn trong bộ định tuyến.

Tiêu đề IPv6 bao gồm 8 trường cố định, so với 13 trường có thể có (bao gồm các tùy chọn) mà tiêu đề IPv4 có thể có.

Các trường tiêu đề cơ bản của IPv6 như sau:

1. phiên bản: 4 bit cho biết phiên bản của giao thức IP, đối với IPv6 là số 6.
2. lớp giao thông: 8 bit dùng để phân biệt lưu lượng trên mạng, tương tự như trường Type of Service trong IPv4.
3. Nhãn dòng chảy: 20 bit được sử dụng để dán nhãn các chuỗi gói yêu cầu bộ định tuyến xử lý đặc biệt.
4. Chiều dài tải trọng: 16 bit cho biết độ dài của tải trọng gói, nghĩa là mọi thứ theo sau tiêu đề IPv6, tính bằng octet.
5. Tiêu đề tiếp theo: 8 bit xác định loại tiêu đề ngay sau tiêu đề IPv6. Nó hoạt động tương tự như trường Giao thức trong IPv4 và được sử dụng để cho biết tiêu đề tiếp theo có phải là TCP, UDP, ICMPv6, v.v.
6. Giới hạn bước nhảy: 8 bit chỉ định số lượng bước nhảy tối đa (bộ định tuyến đi qua) mà gói được phép thực hiện trước khi bị loại bỏ. Nó tương tự như trường TTL trong IPv4.
7. Địa chỉ nguồn: 128 bit cho biết địa chỉ IPv6 của người gửi gói.
8. Địa chỉ đích: 128 bit cho biết địa chỉ IPv6 của người nhận gói.

Các trường này được sắp xếp theo tiêu đề 40 byte. Việc đơn giản hóa trong thiết kế nhằm cải thiện tốc độ xử lý trong các thiết bị mạng, loại bỏ nhu cầu tóm tắt hoặc phân mảnh các gói trong các bộ định tuyến trung gian, vốn được xử lý ở các đầu trong IPv6.