Một số tính năng mới của IPv6 nổi trội hơn so với IPv4

1.  Đơn giản hóa việc đặt địa chỉ Host.
IPv6 sử dụng 64 bit sau cho địa chỉ Host. Một kỹ thuật gọi là EUI-64 làm đơn giản việc đặt địa chỉ host rất nhiều so với IPv4. Kỹ thuật này tận dụng 48 bit địa chỉ MAC để làm địa chi host.Và chèn thêm chuỗi “FFFE” vào giữa mỗi 16 bit của địa chỉ MAC để hoàn chỉnh 64 bit phần địa chỉ host. Bằng cách này, mọi Host sẽ có một Host ID duy nhất trong mạng.

2. Tự động cấu hình địa chỉ.
Để đơn giản cho việc cấu hình các trạm, IPv6 hỗ trợ cả việc tự cấu hình địa chỉ Stateful nhƣ khả năng cấu hình DHCP server hoặc tự cấu hình Stateless (phi trạng thái).Với khả năng cấu hình phi trạng thái, các máy trạm trong mạng tự động liên kết với Router và nhận về  địa chỉ prefix của phần mạng. Thậm chí nếu không có Router, các máy trạm trên cùng một liên kết có thể tự cấu hình và giao tiếp với nhau mà khôngcần bất kỳ một thiết lập thủ công nào khác.
3. Hiệu suất cao hơn.
Với IPv4 có sử dụng private address để tránh hết địa chỉ. Do đó, xuất hiện kỹ thuật NAT để chuyển đổi địa chỉ, dẫn đến tăng Overhead cho gói tin. Trong IPv6 do không thiếu địa chỉ nên không cần đến private address, do đó NAT được loại bỏ. Giảm được thời gian xử lý Header, giảm Overhead vì chuyển dịch địa chỉ.
4. Giảm được thời gian xử lý định tuyến:
Nhiều khối địa chỉ IPv4 được phân phát cho các user nhƣng lại không tóm tắt được, nên phải cần các entry trong bảng định tuyến làm tăng kích thước của bảng định tuyến và thêm Overhead cho quá trình định tuyến. Ngược lại, các địa chỉ IPv6 đƣợc cấp phát qua các ISP theo một kiểu phân cấp địa chỉ giúp giảm được Overhead.

Trong IPv4 sử dụng nhiều Broadcast như ARP Request, trong khi IPv6 sử dụng Neighbor Discovery Protocol để thực hiện chức năng tương tự trong quá trình tự cấu hình mà không cần sử dụng Broadcast. Bên cạnh đó, Multicast có giới hạn trong IPv6, một địa chỉ Multicast có chứa một trường scope (phạm vi) có thể hạn chế các gói tin Multicast trong các node, trong các link, hay trong một tổ chức. 
5. Hỗ trợ tốt tính năng di động.
Tính di động (Mobility) là một tính năng rất quan trọng trong hệ thống mạng ngày nay. Mobile IP là một tiêu chuẩn của IETF cho cả IPv4 và IPv6. Mobile IP cho phép thiết bị di chuyển mà không bị đứt kết nối, vẫn duy trì đƣợc kết nối hiện tại. Trong IPv4, mobile IP là một tính năng mới cần phải được thêm vào nếu cần sử dụng. Ngược lại với IPv6, tính di động được tích hợp sẵn, có nghĩa là bất kỳ node IPv6 nào cũng có thể sử dụng được khi cần thiết.
6. Bảo mật cao.
IPSec (IP Security) là một tiêu chuẩn do IETF đƣa ra cho lĩnh vực an ninh mạng IP, đƣợc sử dụng cho cả IPv4 và IPv6. Mặc dù các chức năng cơ bản là giống hệt nhau trong cả hai môi trường, nhưng với IPv6 thì IPSec là tính năng bắt buộc. IPsec được kích hoạt trên tất cả các node IPv6 và sẵn sàng để sử dụng. Tính sẵn sàng của IPsec trên tất cả các node làm cho IPv6 Internet an toàn hơn. 
7. Header đơn giản hơn.
Header của IPv6 đơn giản và hợp lý hơn IPv4. IPv6 chỉ có 6 trƣờng và 2 địa chỉ, trong khi IPv4 chứa 10 trường và 2 địa chỉ. Do vậy các gói tin IPv6 di chuyển nhanh hơn trong mạng. Dẫn đến tốc độ mạng sẽ được cải thiện.
