IPv6 apporte un certain nombre de nouvelles fonctionnalités :

Un plus grand espace d'adressage , c'est la plus flagrante évolution mise en avant lorsqu'on parle d'IPv6. Il permettra de déployer de nouvelles applications nécessitant des communications de bout en bout (téléphonie mobile, vidéoconférence, applications en temps réel).

Un entête simplifié et efficace : l'entête IPv6 est de taille fixe. Les options de l'entête IPv4 ont disparues, elles sont remplacées par les extensions d'entête IPv6. Alors que les options d'entête IPv4 étaient examinées par tous les noeuds intermédiaires d'une communication, les extensions IPv6 ne seront gérées que par les équipements terminaux. Les équipements intermédiaires sont donc déchargés d'une partie des traitements. La gestion des paquets erronés est déléguée aux équipements d'extrémité et aux couches supérieures telles TCP ou UDP.

L'autoconfiguration : elle met en oeuvre un certain nombre de nouveaux protocoles associés à IPv6 (protocole de découverte des voisins, nouvelle version d'ICMP ...). L'autoconfiguration permet à un équipement de devenir complètement "plug and play". Il suffit de connecter physiquement la machine pour qu'elle acquière une adresse IPv6 et une route par défaut.

Le support de la mobilité : il a été introduit dès la conception d'IPv6. Cela se caractérise par le fait d'être connecté et de disposer de son environnement tout en se déplaçant et ce, sans interruption de service tout en conservant la même adresse IPv6. En pratique les données destinées à une machine qui a été déplacée sont automatiquement retransmises vers sa nouvelle position, son nouveau lieu de connexion, à l'échelle planétaire. Cela s'appliquera aux téléphones et ordinateurs portables, assistants personnels .., les utilisateurs pourront se connecter dans le train, la voiture... lors de leurs missions extérieures.

A noter : en 1996, un réseau expérimental a été créé pour tester le déploiement d'IPv6. Il s'agit du 6bone qui s'étend en Asie, Europe , Amérique et Australie. Depuis 1998 , les adresses distribuées par le 6bone avaient comme préfixe commun "3ffe" , depuis Janvier 2004 , ce sont des adresses dont le préfixe est "2001" qui sont distribuées.

En résumé : IPv6 possède un nouveau format d'en-tête IP, une infrastructure de routage plus efficace, et un espace d'adressage plus important. Pour permettre le déploiement d'IPv6 de la manière la plus flexible possible, la compatibilité avec IPv4 est garantie.