IPv6 решава множество проблеми, основните от които са свързани с: недостатъчно адресно пространство, объркано адресно пространство, разпределяне на адресите и др.
Решаване на проблема с недостатъчното адресно пространство. Ползата от преминаването към IPv6 е, че за мобилните телефони, за PDA устройствата и за други устройства ще бъдат осигурени множество глобално достъпни адреси.
Решаване на проблема с обърканото адресно пространство. При използване на IPv4 има две различни адресни схеми – съответно за домашна мрежа и за мрежа в предприятието. В домашната мрежа на устройството за изход към Интернет се назначава публичен IPv4 адрес и това устройство задава частни адреси на възлите в локалната мрежа. В предприятието може да има множество публични IPv4 адреси или област от публични адреси и да се назначават публични, частни или и двата вида адреси в интранет мрежата. По отношение на публичните и частни IPv4 адреси обаче, адресното пространството се обърква. Те не осигуряват симетрично достигане до мрежовия слой. Когато се използва IPv6 на двата адреса – в домашната мрежа и в предприятието ще бъдат назначени глобални адреси, които ще могат безпроблемно да се свържат, въпреки рестрикциите за сигурност като филтриране чрез защитната стена и комуникация с автентификация.
IPv6 решава международния проблем с разпределянето на адресите. Глобалната мрежа Интернет беше основана от образователни институции и държавни агенции в САЩ. Преди години свързаните сайтове в Интернет получаваха IP адреси, без да дават обосновка за нуждата от тях. В резултат на тези действия в САЩ има непропорционално спрямо останалите страни голям брой публични IPv4 адреси. С IPv6 публичните адресни представки ще се назначават от регионалните интернет регистри, които от своя страна ще възлагат публични адресни представки към други интернет доставчици и потребители въз основа на обоснована необходимост. Това гарантира, че адресните представки ще се разпространяват в света на базата на регионални нужди за свързване, а не от историческия произход.
IPv6 възстановява комуникацията от начало до край. При използване на IPv4, NAT (network address translation) беше техническа пречка за това приложенията да проследяват връзката. С новия протокол IPv6 NAT вече не е необходима за запазване на публичното адресно пространство, с което изчезват проблемите, свързани с картографирането на адреси за разработчиците на приложения и шлюзовете.
IPv6 поддържа сигурността и мобилността. IP е проектиран да поддържа сигурност (IPSec) и мобилност (Mobile IPv6). В резултат на проектирането на IPv6 със стандарти за сигурност и мобилност ограниченията са по-малко, а поддържането на настоящите и бъдещи нужди на потребителите от комуникация в Интернет е по-стабилно и мащабируемо.