NAT64 ist ein Translationsverfahren für die Übersetzung von IPv4-Adressen in IPv6-Adressen. Über dieses Verfahren können Server mit IPv6-Adresse mit Netzwerkrechnern mit IPv4-Adresse kommunizieren.
Beim NAT64-Verfahren, einem Verfahren zur Network Address Translation ( NAT), wird die wesentlich kürzere IPv4-Adresse als Teil der IPv6-Adresse abgebildet. Zentrale Komponente der IP-Adressen-Translation ist ein NAT64-Server, der die 32 Bit lange IPv4-Adresse in die 128 Bit umfassende IPv6-Adresse einbettet, und zwar ab dem 96. Bit. So dass in den letzten 32 Bit die IPv4-Adresse eingeschrieben wird. Die komplette Adresse schreibt der NAT64-Server in seine NAT-Tabelle, womit sichergestellt ist, dass bei Antworten die Datenpakete die richtige IPv6-Adresse erreichen.