和IPv4相比，IPv6的主要改變就是地址的長度爲128位，也就是說可以有2的128次方的IP地址，相當於10的後面有38個零。這麼龐大的地址空間，足以保證地球上的每個人擁有一個或多個IP地址。
IPv6地址類型
在RFC1884中指出了三種類型的IPv6地址，他們分別佔用不同的地址空間：
單點傳送：這種類型的地址是單個接口的地址。發送到一個單點傳送地址的信息包只會送到地址爲這個地址的接口。
任意點傳送：這種類型的地址是一組接口的地址，發送到一個任意點傳送地址的信息包只會發送到這組地址中的一個（根據路由距離的遠近來選擇）
多點傳送：這種類型的地址是一組接口的地址，發送到一個多點傳送地址的信息包會發送到屬於這個組的全部接口。
和IPv4不同的是，IPv6中出現了任意點傳送地址，並以多點傳送地址代替了IPv4中的廣播地址。
IPv6地址表示
我們知道，IPv4地址長度爲32位（4個字節）。書寫IPv4的地址是用一個字節來代表一個無符號十進制整數，四個字節寫成由3個點分開的四個十進制數，例如：
10.1.123.56
對於128位的IPv6地址，定義相似的表示方法是必要的。 考慮到IPv6地址的長度是原來的四倍，RFC1884規定的標準語法建議把IPv6地址的128位（16個字節）寫成8個16位的無符號整數，每個整數用四個十六進制位表示，這些數之間用冒號（：）分開，例如：
3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39
從上面的例子我們看到了手工管理IPv6地址的難度，也看到了DHCP和DNS的必要性。爲了進一步簡化IPv6的地址表示，可以用0來表示0000，用1來表示0001，用20來表示0020， 用300來表示0300，只要保證數值不便，就可以將前面的0省略。比如：
1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0A00:0001
可以簡寫爲：
1080:0:0:0:8:800:200C:417A
0:0:0:0:0:0:A00:1
另外，還規定可以用符號::表示一系列的0。那麼上面的地址又可以簡化爲：
1080::0:8:800:200C:417A
::A00:1
IPv6地址的前綴（FP, Format Prefix）的表示和IPv4地址前綴在CIDR中的表示方法類似。比如 0020:0250:f002::/48表示一個前綴爲48位的網絡地址空間。
IPv6地址分配
RFC1881規定， IPv6地址空間的管理必須符合Internet團體的利益，必須是通過一箇中心權威機構來分配。目前這個權威機構就是IANA（Internet Assigned Numbers Authority，Internet分配號碼權威機構）。 IANA會根據IAB（Internet Architecture Board）和IEGS的建議來進行IPv6地址的分配.
目前IANA已經委派三個地方組織來執行IPv6地址分配的任務：
歐洲的RIPE-NCC （www.ripe.net）
北美的INTERNIC （www.internic.net）
亞太平洋地區的APNIC（www.apnic.net）