IPv6是一种基于IPv4的技术演进，用于解决IP地址不足等问题。它具有以下特征：采用扩展和分级的地址空间，用128比特地址长度取代32比特，提供几乎无限的编址，地址空间分级提高了网络效率；“即插即用”，自动配置；内置对IP安全性的支持；固定长度和简化的IP报头，实现硬件实施最佳化；扩展报头，提高效率，并保证协议的后续发展；改善对业务质量、多播和移动IP的支持。目前，IPv6在全球已有应用，大部分属于试验网或用于科研教育的商用网。对于IPv6的大规模商用，业界普遍认为3G将起到举足轻重的推动作用。 随着全球区域GPRS、cdma1X网络的广泛应用，移动数据业务已日益深入人心。同时，全球许多移动运营商正积极投入3G网络的建设，为移动用户提供更加丰富的高速数据业务和多媒体业务。毫无疑问，在未来的几年，全球移动数据业务用户的数量和增长率都将远远高于固定Internet用户。
IPv6克服了IPv4面临的诸多问题，包括IP地址危机和安全性等。2001年，WCDMA标准化组织3GPP在制定R5阶段IP多媒体子系统（IMS）规范时，明确规定应用多媒体域业务时，用户终端必须使用IPv6地址进行通信。对于移动网络功能实体而言，IMS的所有功能实体，包括用户终端UE、呼叫状态控制服务器CSCF（包括P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF）、媒体网关控制服务器MGCF、媒体资源MRF和应用服务器AS都必须支持IPv6。GGSN与IMS有接口，也必须支持IPv6，支持动态地址解析，GGSN还必须支持v6协议。
IMS主要实现对IP多媒体业务的控制，而对用户数据的承载则由分组承载核心网完成。在建设3G网络时，许多运营商准备对目前的GPRS网络进行升级，组建2G/3G合一的分组核心网，支持2G/3G用户。考虑到网络演进的需求，3GPP规定分组承载网可使用IPv4或IPv6。SGSN作为分组承载网的内部实体，可只支持IPv4或IPv6，或同时支持IPv4和IPv6，GGSN支持IPv6或同时支持IPv4和IPv6。由于IMS终端拥有IPv6地址，需对SGSN与GGSN之间的GTP-C控制信令和SGSN与UE之间的层三控制信令进行修改，支持传送用户终端IPv6地址参数。
正当通信界普遍认为WCDMA将成为IPv6发展的驱动力时，事情发生了变化。2003年，移动运营商为了向3G用户提供更加丰富的多媒体业务，促进WCDMA IMS及早引入，向3GPP提出建议，重新审视IMS使用IPv6的决定是否符合行业潮流，是否满足运营商和厂家的共同兴趣。由于IPv6的规模商用达不到预计的速度，缺乏所有基于IPv6产品的支持将使基于IPv6的IMS应用延迟。初始IMS产品将基于IPv4，或者同时支持IPv6和IPv4，而运营商初期将建设基于IPv4的IMS，不符合现有的3GPP R5 IMS规范。运营商同时还指出，3G的另一种主流制式cdma2000的标准化组织3GPP2制定的多媒体域MMD可基于IPv4或IPv6实现，Internet上已有不少基于IPv4的商用SIP终端，这将引发3GPP IMS与外部的互通问题。针对上述问题，3GPP正在研究是否需要重新引入基于IPv4的IMS，以及基于IPv4和IPv6 IMS之间的互通和漫游、IMS和IPv4 SIP应用之间的互通。
IPv4的地址危机已在不少国家暴露出来，尤其在移动用户数量迅猛增加的中国矛盾更加突出。事实上，运营商可通过私有地址和NAT技术在较长时间内满足地址需求，同时IP的安全除IPsec之外还有其它解决途径，固网NGN的建设已经证明了这一点。因此，3G是否会成为IPv6规模商用进程的强有力推动者，运营商最终将根据实际应用来进行决策。
着眼移动网的发展远景，随着全球移动数据用户数量的飞速增长以及IP多媒体业务的日益普及，势必将IPv6应用于IP多媒体系统，可为每个移动用户分配一个固定的IP地址，最终解决目前面临的一些问题，如移动数据用户难以做被叫、网络发起的PUSH业务、用户安全隐患、NAT转换影响效率等。如何从基于IPv4的初始IMS系统过渡到基于IPv6的完善IMS系统，是运营商和设备商共同关注的课题。