IPv4的后继产品并非旨在向后兼容。为了保持IP寻址的基本功能，对IPv6进行了重新设计。它具有以下功能：
- 更大的地址空间 与IPv4相比，IPv6使用4倍以上的位来寻址Internet上的设备。大量的额外位可以提供大约3.4×10 38个地址的不同组合。该地址可以积累对这个世界上几乎所有事物的地址分配的积极要求。据估计，地球每平方米可以分配1564个地址。
- 简化标题 通过将所有不必要的信息和选项（存在于IPv4标头中）移到IPv6标头的末尾，简化了IPv6标头。如果IPv6地址长四倍，则IPv6标头仅是IPv4的两倍。
- 端到端连接 现在，每个系统都有唯一的IP地址，并且可以在不使用NAT或其他转换组件的情况下遍历Internet。完全实施IPv6后，每个主机都可以直接访问Internet上的其他主机，但涉及一些限制，例如防火墙，组织策略等。
- 自动配置 IPv6支持其主机设备的有状态和无状态自动配置模式。这样，没有DHCP服务器不会中断网段间的通信。
- 更快的转发/路由 简化的标头将所有不必要的信息放在标头的末尾。标头的第一部分中包含的信息足以使路由器做出路由决策，因此做出路由决策的速度与查看强制标头一样快。
- IPSec协议 最初，决定IPv6必须具有IPSec安全性，从而使其比IPv4更安全。现在，此功能已成为可选功能。
- 没有广播 尽管以太网/令牌环因为支持广播而被认为是广播网络，但是IPv6不再支持广播。它使用多播与多个主机进行通信。
- 任播支持 这是IPv6的另一个特征。IPv6引入了数据包路由的Anycast模式。在此模式下，将为Internet上的多个接口分配相同的Anycast IP地址。路由器在路由时将数据包发送到最近的目的地。
- 流动性 IPv6的设计考虑了移动性。此功能使主机（例如手机）可以在不同的地理区域中漫游并保持与相同IP地址的连接。IPv6的移动性功能利用了自动IP配置和扩展标头的优势。
- 增强的优先级支持 IPv4使用6位DSCP（差分服务代码点）和2位ECN（显式拥塞通知）来提供服务质量，但仅在端到端设备（即源设备和目标设备）支持时才可以使用它基础网络必须支持它。 在IPv6中，使用流量类和流标签来告诉基础路由器如何有效地处理数据包并对其进行路由。
- 平稳过渡 IPv6中的大型IP地址方案使您可以分配具有全局唯一IP地址的设备。此机制可以保存IP地址，并且不需要NAT。因此，设备之间可以相互发送/接收数据，例如，可以更有效地使用VoIP和/或任何流媒体。 另一个事实是，标头的负载较少，因此路由器可以做出转发决定，并在到达时尽快转发它们。
- 可扩展性 IPv6标头的主要优点之一是，可以在选项部分添加更多信息，这是可扩展的。IPv4仅提供40字节的选项，而IPv6中的选项可能与IPv6数据包本身的大小一样大。
