Come già abbondantemente anticipato la principale novità di IPv6 è costituita dall'ampliamento dello spazio degli indirizzi, che consente di avere indirizzi disponibili in un numero dell'ordine di quello degli atomi che costituiscono la terra.
In realtà l'allocazione di questi indirizzi deve tenere conto della necessità di costruire delle gerarchie che consentano un instradamento rapido ed efficiente dei pacchetti, e flessibilità nel dispiegamento delle reti, il che comporta una riduzione drastica dei numeri utilizzabili; uno studio sull'efficienza dei vari sistemi di allocazione usati in altre architetture (come i sistemi telefonici) è comunque giunto alla conclusione che anche nella peggiore delle ipotesi IPv6 dovrebbe essere in grado di fornire più di un migliaio di indirizzi per ogni metro quadro della superficie terrestre.