Il existe de nombreuses différences entre les protocoles IPv4 et IPv6, mais toutes reposent sur la problématique d'une évolution progressive des protocoles Internet offrant une plus grande variété d'adresses disponibles pour les appareils, à l'heure même où l'Internet des objets et d'autres technologies explosent, provoquant une forte demande de nouvelles adresses IP.
IPv4 était la quatrième version de l'adressage IP élaborée par les groupes et organismes de normalisation qui établissent les règles d'Internet. Avec une adresse 32 bits, IPv4 offrait plus de quatre milliards d'adresses, mais à l'heure actuelle, la communauté mondiale est déjà à court d'adresses IPv4 disponibles.
Dans cette optique, IPv6 est en préparation depuis un certain temps. IPv6 utilise une adresse de 128 bits pour élargir considérablement les choix disponibles. Il corrige également certains problèmes de sécurité avec IPv4.
En matière de vitesse, il existe différentes théories sur le fonctionnement d’IPv4 et d’IPv6. IPv6 a un routage plus simplifié. Cependant, il peut y avoir moins de passeurs IPv6 disponibles, ce qui pourrait entraîner des sauts plus importants et d'éventuels problèmes de latence. La plupart des utilisateurs ne reconnaîtraient pas ces problèmes, car la latence impliquée serait extrêmement faible.
Une façon simple de comparer IPv4 et IPv6 est qu’Internet est tout simplement à court de numéros disponibles et que les porte-étendards comme l’Internet Engineering Task Force (IETF) se sont préparés à cette éventualité avec le nouveau protocole IPv6. Les nouvelles adresses ne nécessitent pas de changer l’ingénierie d’Internet ou les technologies en question. Les administrateurs peuvent simplement donner les nouvelles adresses aux utilisateurs et les intégrer dans la conception des appareils.
Dans cette optique, IPv6 est « l’avenir d’Internet ». À terme, il est probable que le système IPv4 sera progressivement abandonné pour créer un système d'adresses standardisé, à moins que l'infrastructure existante ne reste si importante que les deux protocoles doivent coexister à plus long terme.