IP數據報的格式如下（這裡只討論IPv4）（該圖出自[TCPIP]）：
IP數據報的首部長度和數據長度都是可變長的，但總是4位元組的整數倍。對於IPv4，4位版本欄位是4。4位首部長度的數值是以4位元組為單位的，最小值為5，也就是說首部長度最小是4x5=20位元組，也就是不帶任何選項的IP首部，4位能表示的最大值是15，也就是說首部長度最大是60位元組。8位TOS欄位有3個位用來指定IP數據報的優先順序（目前已經廢棄不用），還有4個位表示可選的服務類型（最小延遲、最大呑吐量、最大可靠性、最小成本），還有一個位總是0。總長度是整個數據報（包括IP首部和IP層payload）的位元組數。每傳一個IP數據報，16位的標識加1，可用於分片和重新組裝數據報。3位標誌和13位片偏移用於分片。TTL（Time to live)是這樣用的：源主機為數據包設定一個生存時間，比如64，每過一個路由器就把該值減1，如果減到0就表示路由已經太長了仍然找不到目的主機的網絡，就丟棄該包，因此這個生存時間的單位不是秒，而是跳（hop）。協議欄位指示上層協議是TCP、UDP、ICMP還是IGMP。然後是校驗和，只校驗IP首部，數據的校驗由更高層協議負責。IPv4的IP地址長度為32位。選項欄位的解釋從略。
想一想，前面講了乙太網幀中的最小數據長度為46位元組，不足46位元組的要用填充位元組補上，那麼如何界定這46位元組裡前多少個位元組是IP、ARP或RARP數據報而後面是填充位元組？