Długość nagłówka (4 bity) - (ang. Internet Header Length) długość nagłówka IP wyrażona w 32-bitowych słowach; minimalny, poprawny nagłówek ma długość co najmniej 5.

Usługi zróżnicowane i ECN, dawniej Typ usługi (8 bitów) - zgodnie z oryginalną specyfikacją RFC 0791, (ang. Type of Services) pole wskazujące jaka jest pożądana wartość QoS dla danych przesyłanych w pakiecie. Na podstawie tego pola, routery ustawiają odpowiednie wartości transmisji. Jak wprowadzają nowsze opracowania, m.in. RFC 2474 ↓ oraz RFC 3260 ↓, pole to zostało podzielone na Usługi zróżnicowane (ang. Differentiated Services, 6 bitów) oraz ECN (ang. Explicit Congestion Notification, 2 bity). Pierwsze trzy bity pola Usługi zróżnicowane informują o priorytecie (gdzie 111 to najwyższy, przeznaczony do sterowania siecią, a 000 - zwyczajny priorytet). Kolejne trzy bity, oznaczone: D - małe opóźnienie (ang. delay), T - duża przepustowość (ang. throughput) i R - wysoka niezawodność (ang. reliability), ustawione na wartość 1, oznaczają, że dla danego pakietu szczególnie ważny jest dany parametr. Bity pola ECN ustawione na wartość 1 informują o przeciążeniu bufora. [1]

Całkowita długość pakietu (16 bitów) - (ang. Total Length) długość całego datagramu IP (nagłówek oraz dane); maksymalna długość datagramu wynosi 216 - 1 = 65535. Minimalna wielkość datagramu jaką musi obsłużyć każdy host wynosi 576 bajtów, dłuższe pakiety mogą być dzielone na mniejsze (fragmentacja).

Numer identyfikacyjny (16 bitów) - (ang. Identification) numer identyfikacyjny, wykorzystywany podczas fragmentacji do określenia przynależności pofragmentowanych datagramów

Flagi (3 bity) - (ang. Flag) flagi wykorzystywane podczas fragmentacji datagramów. Zawierają dwa używane pola: DF, które wskazuje, czy pakiet może być fragmentowany oraz MF, które wskazuje, czy za danym datagramem znajdują się kolejne fragmenty.

Przesunięcie (13 bitów) - (ang. Fragment Offset) w przypadku fragmentu większego datagramu pole to określa miejsce danych w oryginalnym datagramie; wyrażone w jednostkach ośmiooktetowych

Czas życia (8 bitów) - (ang. Time to live) czas życia datagramu. Zgodnie ze standardem liczba przeskoków przez jaką datagram znajduje się w obiegu. Jest zmniejszana za każdym razem, gdy datagram jest przetwarzany w routerze - jeżeli czas przetwarzania jest równy 0, datagram jest usuwany z sieci (nie przekazywany dalej) o czym nadawca usuniętego pakietu jest informowany zwrotnie z wykorzystaniem protokołu ICMP. Istnienie tej wartości jest konieczne, zapobiega krążeniu pakietów (patrz Burza broadcastowa) w sieci.

Protokół warstwy wyższej (8 bitów) - (ang. Protocol) informacja o protokole warstwy wyższej, który jest przenoszony w polu danych datagramu IP.

Suma kontrolna nagłówka (16 bitów) - (ang. Header Checksum) suma kontrolna nagłówka pakietu, pozwalająca stwierdzić czy został on poprawnie przesłany, sprawdzana i aktualizowana przy każdym przetwarzaniu nagłówka.

Adres źródłowy (32 bity) i adres docelowy (32 bity) - (ang. Source/Destination IP Address) pola adresów nadawcy i odbiorcy datagramu IP.

Opcje (32 bity) - (ang. Options) niewymagane pole opcji, opisujące dodatkowe zachowanie pakietów IP

Wypełnienie - (ang. Padding) - opcjonalne pole wypełniające nagłówek tak, aby jego wielkość była wielokrotnością 32, wypełnione zerami.