Pojmem datagram se označuje datový paket v protokolu IP. Název pochází z analogie s telegramem – stejně jako telegramy jsou datagramy přenášeny každý samostatně, nezávisle na ostatních. Teoreticky může každý ze skupiny datagramů odeslaných stejným strojem témuž adresátovi putovat jinou cestou než ostatní (v praxi tak divoké změny nebývají – viz směrování).
Hlavička IPv6 datagramu je jednodušší – cílem návrhu bylo umožnit její rychlé zpracování. Proto z ní byly odstraněny všechny zbytné položky i kontrolní součet, který je nutné přepočítávat na každém směrovači po cestě (protože se mění životnost). V důsledku toho se prodloužila jen na dvojnásobek (40 B proti původním 20 B), přestože délka nesených adres je čtyřnásobná. Obsahuje následující položky: