Il titanio è molto stabile in aria a temperatura ambiente. Quando riscaldato a {{0}} grado , sulla superficie si forma un film di ossido solido, che fornisce protezione contro un'ulteriore ossidazione. Il titanio ha una forte capacità di assorbire ossigeno, azoto e idrogeno. Questi gas sono impurità molto dannose per il metallo titanio e, anche in piccole quantità (da 0,01% a 0,005%), possono comprometterne seriamente le proprietà meccaniche. Tra i composti del titanio, il biossido di titanio (TiO2) ha il valore più pratico. TiO2 è inerte e non tossico per il corpo umano e ha una serie di eccellenti proprietà ottiche. TiO2 è opaco, con elevata brillantezza e bianchezza, alto indice di rifrazione e potere di dispersione, forte potere coprente e buona disperdibilità. Il pigmento prodotto è una polvere bianca, comunemente nota come bianco di titanio, che trova largo impiego. L'aspetto delle aste in titanio è molto simile a quello dell'acciaio, con una densità di 4,51 g/cm3, che è inferiore al 60% di quella dell'acciaio. È l'elemento metallico a più bassa densità tra i metalli refrattari. Le proprietà meccaniche del titanio, comunemente note come proprietà meccaniche, sono strettamente correlate alla sua purezza. Il titanio ad alta purezza ha eccellenti prestazioni di lavorazione, eccellente allungamento e restringimento della sezione trasversale, ma bassa resistenza, che lo rende inadatto all'uso come materiale strutturale. Il titanio puro industriale contiene una quantità adeguata di impurità, ha un'elevata resistenza e plasticità ed è adatto alla realizzazione di materiali strutturali.
Le leghe di titanio possono essere classificate in bassa resistenza, alta plasticità, media resistenza e alta resistenza, che vanno da 200 (bassa resistenza) a 1300 (alta resistenza) megapascal. Tuttavia, le leghe di titanio possono generalmente essere considerate come leghe ad alta resistenza. Hanno una resistenza superiore rispetto alle leghe di alluminio considerate di media resistenza e possono sostituire completamente alcuni tipi di acciaio in termini di resistenza. Rispetto alla rapida diminuzione della resistenza delle leghe di alluminio a temperature superiori a 150 gradi, alcune leghe di titanio possono ancora mantenere una buona resistenza a 600 gradi. Il titanio metallico denso ha ricevuto grande attenzione dall'industria aeronautica grazie alla sua leggerezza, maggiore resistenza rispetto alla lega di alluminio e capacità di mantenere una resistenza maggiore rispetto all'alluminio alle alte temperature. Considerando che la densità del titanio è il 57 percento dell'acciaio, la sua resistenza specifica (rapporto resistenza/peso o rapporto resistenza/densità sono entrambi indicati come resistenza specifica) è elevata e la sua resistenza alla corrosione, resistenza all'ossidazione e resistenza alla fatica sono tutte forti . 3/4 delle leghe di titanio sono utilizzate come materiali strutturali rappresentati da leghe strutturali aeronautiche e 1/4 sono utilizzate principalmente come leghe resistenti alla corrosione. La lega di titanio ha un'elevata resistenza e bassa densità, buone proprietà meccaniche, buona tenacità e resistenza alla corrosione. Inoltre, le leghe di titanio hanno scarse proprietà di lavorazione e sono difficili da tagliare. Nella lavorazione a caldo è molto facile assorbire impurità come idrogeno, ossigeno, azoto e carbonio. C'è anche una scarsa resistenza all'usura e un processo di produzione complesso. La produzione industriale del titanio è iniziata nel 1948. Lo sviluppo dell'industria aeronautica richiede che l'industria del titanio cresca a un tasso medio annuo di circa l'8%. Attualmente, la produzione annuale di materiali per la lavorazione delle leghe di titanio nel mondo ha raggiunto oltre 40000 tonnellate, con quasi 30 gradi di leghe di titanio. Le leghe di titanio più utilizzate sono il Ti-6Al-4V (TC4) 'Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e il titanio industriale puro (TA1, TA2, e TA3).
