ไทเทเนียมเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติทางเคมีค่อนข้างใช้งาน เมื่อถูกความร้อน มันสามารถโต้ตอบกับอโลหะ เช่น O2, N2, H2, s และฮาโลเจน อย่างไรก็ตาม ที่อุณหภูมิปกติ ฟิล์มป้องกันออกไซด์ที่บางและหนาแน่นมากจะเกิดขึ้นได้ง่ายบนพื้นผิวของไทเทเนียม ซึ่งสามารถต้านทานการกระทำของกรดแก่และแม้แต่น้ำกัดกร่อนได้ ซึ่งแสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่รุนแรง ดังนั้นโลหะทั่วไปจึงเต็มไปด้วยรูในสารละลายกรด ด่าง และเกลือ ในขณะที่ไททาเนียมมีความปลอดภัย
ไทเทเนียมเหลวสามารถละลายโลหะได้เกือบทั้งหมด จึงสามารถสร้างโลหะผสมกับโลหะต่างๆ ได้ เหล็กไทเทเนียมที่ทำโดยการเติมไทเทเนียมลงในเหล็กจะมีความทนทานและยืดหยุ่น Cr, Fe และสิ่งที่คล้ายกันเพื่อสร้างสารประกอบคั่นระหว่างหน้าหรือสารประกอบระหว่างโลหะ
ไทเทเนียมเป็นโลหะทรานซิชันซึ่งถือเป็นโลหะหายากมาเป็นเวลานานในอดีต
นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 ไทเทเนียมและสารประกอบของไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบิน จรวด ขีปนาวุธ ดาวเทียมเทียม ยานอวกาศ เรือรบ อุตสาหกรรมการทหาร การรักษาพยาบาล ปิโตรเคมี และสาขาอื่นๆ เนื่องจากไทเทเนียมมีข้อดีคือ มีจุดหลอมเหลวสูง ความแข็งสูง ความเป็นพลาสติกที่แข็งแกร่ง ความหนาแน่นต่ำ และทนต่อการกัดกร่อน ไทเทเนียมดูเหมือนเหล็ก มีแสงสีเทาเงิน
ความต้านทานแรงดึงของโลหะผสมไททาเนียมคือ 180 กก. / มม. 3 ไทเทเนียมมีความหนาแน่นต่ำ (4.51g / cm3) ความแข็งสูง และจุดหลอมเหลวสูง (1,675 องศา ) ไทเทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความเป็นพลาสติกที่ดี แต่จะเปราะและแข็งเมื่อมีสิ่งสกปรก ที่อุณหภูมิห้อง ไทเทเนียมจะไม่ทำปฏิกิริยากับคลอรีน กรดซัลฟิวริกเจือจาง กรดไฮโดรคลอริกเจือจาง และกรดไนตริก แต่สามารถกัดกร่อนได้ด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก กรดฟอสฟอริก และด่างหลอมเหลว
ไทเทเนียมละลายได้ง่ายใน H2SO4 ประสิทธิภาพที่โดดเด่นที่สุดของไทเทเนียมคือความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งต่อน้ำทะเล ไทเทเนียมคิดเป็นประมาณ 0.42% ของน้ำหนักทั้งหมดในเปลือกโลก ซึ่งอยู่ในอันดับที่ 7 ของโลกที่เป็นโลหะ และมีแร่ธาตุมากกว่า 70 ชนิดที่ประกอบด้วยไทเทเนียม ปัจจุบัน การใช้ไทเทเนียมได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบิน จรวด ขีปนาวุธ ดาวเทียมเทียม ยานอวกาศ เรือรบ อุตสาหกรรมการทหาร อุตสาหกรรมเบา อุตสาหกรรมเคมี สิ่งทอ การรักษาพยาบาล ปิโตรเคมี และสาขาอื่น ๆ
ผงไทเทเนียมที่ละเอียดมากเป็นเชื้อเพลิงที่ดีสำหรับ Rockets ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมนั้นแข็งแกร่งกว่าสแตนเลสทั่วไปถึง 15 เท่า และอายุการใช้งานยาวนานกว่าสแตนเลสมากกว่า 10 เท่า การใช้ไทเทเนียมในการผ่าตัดและการแพทย์ก็น่าสนใจเช่นกัน ปัจจุบันเหล็กกล้าไร้สนิมถูกนำมาใช้ในการผ่าตัดตั้งกระดูก การใช้สแตนเลสมีข้อเสียคือหลังจากกระดูกหายแล้วต้องเอาแผ่นสแตนเลสออกมาใหม่ซึ่งเป็นเรื่องที่เจ็บปวดมาก มิฉะนั้นสแตนเลสจะเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์เนื่องจากการเกิดสนิม หากใช้ "กระดูกเทียม" ที่ทำจากไททาเนียม เทคโนโลยีด้านกระดูกจะเปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง ไทเทเนียมได้รับการยกย่องว่าเป็น "โลหะชีวภาพ" ตอนนี้ได้นำไปใช้กับข้อเข่า ข้อไหล่ ข้อซี่โครง กะโหลกศีรษะ ลิ้นหัวใจที่ใช้งานอยู่ ที่หนีบตรึงกระดูกและอื่นๆ
ในอุตสาหกรรมการผลิตเหล็ก ไทเทเนียมจำนวนเล็กน้อยเป็นตัวกำจัดออกซิไดซ์ ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ที่ดี ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นเม็ดสีขาวอันทรงคุณค่าที่เรียกว่าไทเทเนียมไดออกไซด์ ไทเทเนียมสีขาวเป็นหนึ่งในวัสดุที่ขาวที่สุดในโลก และไม่เป็นพิษ ขณะนี้มีไทเทเนียมไดออกไซด์หลายแสนตันที่ใช้เป็นเม็ดสีทุกปี
ไทเทเนียมเป็นหนึ่งในสี่ซีรีส์ของโลหะกักเก็บไฮโดรเจนที่มนุษย์ใช้อยู่ในปัจจุบัน และยังมีราคาค่อนข้างถูกอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน มนุษยชาติยังไม่พบ "โลหะกักเก็บไฮโดรเจน" ในอุดมคติไปกว่านี้ เมื่อปัญหานี้ได้รับการแก้ไข ผู้คนก็สามารถใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงได้
“เครื่องบินไทเทเนียม” สามารถลดน้ำหนักตัวได้ 5 ตัน และบรรทุกผู้โดยสารได้มากกว่า 100 คน ในเครื่องยนต์ไอพ่นใหม่ โลหะผสมไททาเนียมคิดเป็น 18-25% ของน้ำหนักเครื่องยนต์ทั้งหมด ในเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงรุ่นล่าสุด การใช้ไทเทเนียมคิดเป็นเกือบ 95% ของน้ำหนักรวมของโครงสร้างลำตัวทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะพัฒนาเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงในปัจจุบันโดยไม่มีโลหะผสมไททาเนียม
เรือดำน้ำที่ทำจากไทเทเนียมไม่เพียงแต่มีความทนทานมากกว่าเรือดำน้ำที่เป็นเหล็กเท่านั้น แต่ยังสามารถดำน้ำได้ลึกกว่าอีกด้วย เรือดำน้ำไทเทเนียมสามารถดำน้ำได้ต่ำกว่า 4,500 เมตร ซึ่งเป็นขีดจำกัดที่เรือดำน้ำเหล็กไม่สามารถข้ามได้ ไม่จำเป็นต้องทาสีเรือรบและเรือที่ทำจากไทเทเนียม และจะไม่เกิดสนิมหลังจากแล่นในทะเลเป็นเวลาหลายปี เนื่องจากไทเทเนียมไม่ใช่วัสดุที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า และจะไม่ถูกค้นพบโดยเหมืองแม่เหล็ก สิ่งนี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในกิจการทางทหาร หากไม่มีเหล็กทนความร้อนที่ทำจากไททาเนียม อายุการใช้งานของปืนไรเฟิลและปืนกลทั่วไปที่ใช้อยู่ในปัจจุบันจะอยู่ที่ 4.5 วินาทีแรกเท่านั้น
การใช้ไททาเนียมและเซอร์โคเนียมดูดซับแรงสูงในอากาศ ทำให้สามารถดึงอากาศออกเพื่อสร้างสุญญากาศได้ ปั๊มสุญญากาศที่ทำจากโลหะผสมไทเทเนียมเซอร์โคเนียมสามารถสูบลมได้เพียงหนึ่งในพันล้านเท่านั้น
โลหะผสมที่ประกอบด้วยไทเทเนียมและนิกเกิลเรียกว่า "โลหะผสมหน่วยความจำ" โลหะผสมชนิดนี้ถูกสร้างเป็นรูปร่างที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และหลังจากผ่านการบำบัดแล้ว หากถูกเปลี่ยนรูปด้วยแรงภายนอก ก็สามารถคืนสภาพเดิมได้ตราบใดที่ได้รับความร้อนเล็กน้อย โลหะผสมนี้ถูกนำไปใช้ในหลายสาขา ตัวอย่างเช่น เสาอากาศที่ใช้ในยานอวกาศอพอลโลคือโลหะผสมของหน่วยความจำนี้ โรงพยาบาล Ninth People's Hospital ในเครือ Shanghai First Medical College ได้ใช้เมมโมรีอัลลอยด์นี้ในการทำหมันสตรี นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในด้านเครื่องมือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อีกด้วย
