آلیاژ تیتانیوم دارای ویژگی های اصلی زیر است: استحکام بالا. دمای سرویس چند صد درجه بالاتر از آلیاژهای آلومینیوم است. هنوز هم می تواند استحکام لازم را در دماهای متوسط حفظ کند و می تواند برای مدت طولانی در دمای 450 تا 500 درجه کار کند. این دو نوع آلیاژ تیتانیوم همچنان دارای استحکام بالایی در محدوده 150 درجه تا 500 درجه هستند. استحکام ویژه، در حالی که مقاومت ویژه آلیاژ آلومینیوم به طور قابل توجهی در 150 درجه کاهش می یابد. دمای کار آلیاژ تیتانیوم می تواند به 500 درجه برسد، در حالی که آلیاژ آلومینیوم زیر 200 درجه است. بنابراین دوچرخه های فضای باز از این ویژگی بهره می برند. اگرچه هزینه آن بالا است، اما همچنان مورد توجه بسیاری از علاقه مندان قرار می گیرند، مانند توپ های گلف که به راحتی سقوط می کنند و در برابر اکستروژن مقاوم هستند. برخی از آلیاژهای تیتانیوم تاشو در فضای باز دارای مقاومت در برابر خوردگی خوبی هستند و می توان از آنها در اتمسفرهای مرطوب استفاده کرد و با کار در محیط آب دریا، مقاومت به خوردگی آن بسیار بهتر از فولاد ضد زنگ است. به ویژه در برابر خوردگی حفره ای، خوردگی اسیدی و خوردگی تنشی مقاوم است. مقاومت در برابر خوردگی عالی در برابر قلیایی، کلرید، مواد آلی مبتنی بر کلر، اسید نیتریک، اسید سولفوریک و غیره دارد. با این حال، تیتانیوم دارای مقاومت خوردگی ضعیفی در برابر محیط با کاهش نمک های اکسیژن و کروم است.
آلیاژهای تیتانیوم هنوز می توانند خواص مکانیکی خود را در دماهای پایین و فوق العاده پایین حفظ کنند. آلیاژهای تیتانیوم با خواص خوب در دمای پایین و عناصر بینابینی بسیار کم، مانند TA7، می توانند انعطاف پذیری خاصی را در درجه -253 حفظ کنند. بنابراین، آلیاژ تیتانیوم نیز یک ماده ساختاری مهم در دمای پایین است. فنجان قمقمه مثال خوبی است. هنگام بردن آن به خارج از منزل اصلا مشکلی ندارد. نمای بیرونی برخی از ساختمان های شناخته شده از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده است که در برابر آب و هوای دمای پایین و خوردگی مقاوم است.
فعالیت شیمیایی بالای تیتانیوم باعث ایجاد واکنش های شیمیایی قوی با O، N، H، CO، CO2، بخار آب، آمونیاک و غیره در جو می شود. وقتی محتوای کربن بیشتر از {{0}}.2% باشد، TiC سخت در آلیاژ تیتانیوم تشکیل میشود. هنگامی که درجه حرارت بالا باشد، با N واکنش می دهد و یک لایه سطحی سخت از قلع را تشکیل می دهد. بالای 600 درجه، تیتانیوم اکسیژن را جذب می کند تا یک لایه سخت شده بسیار سخت تشکیل دهد. با افزایش محتوای هیدروژن، یک لایه شکننده نیز تشکیل می شود. عمق لایه سطحی سخت و شکننده تولید شده توسط جذب گاز می تواند به 0.1 تا 0.15 میلی متر برسد و درجه سخت شدن 20٪ تا 30٪ است. تیتانیوم همچنین دارای میل ترکیب شیمیایی بالایی است و مستعد چسبندگی به سطوح اصطکاک است.
