1. Sifat fizikal
Di antara unsur logam, titanium mempunyai kekuatan spesifik yang tinggi. Ia adalah logam kekuatan tinggi tetapi berkualiti rendah dengan kemuluran yang cukup baik (terutamanya dalam persekitaran bebas oksigen). Permukaan titanium mempunyai kilauan logam putih-perak. Titik leburnya cukup tinggi (lebih dari 1,649 darjah Celsius), jadi bahan logam tahan api yang baik. Ia bersifat paramagnetik, dan kekonduksian elektrik dan termalnya sangat rendah.
Titanium gred komersil (ketulenan 99.2%) mempunyai kekuatan tegangan utama sekitar 434 megapascal, yang serupa dengan aloi keluli kelas rendah, tetapi 45% lebih ringan daripada aloi keluli. Ketumpatan titanium 60% lebih tinggi daripada aluminium, tetapi kekuatannya dua kali ganda daripada aloi aluminium 6061-T6 biasa.
Titanium boleh digunakan untuk pelbagai tujuan. Beberapa aloi titanium (seperti βC) mempunyai kekuatan tegangan 1.400 megapascal. Walau bagaimanapun, apabila titanium dipanaskan hingga melebihi 430 darjah Celsius, kekuatannya menurun.
Walaupun tidak setanding dengan keluli diperlakukan panas tinggi, titanium masih mempunyai kekerasan yang cukup besar. Titanium tidak magnet, dan juga konduktor terma dan elektrik yang lemah. Perhatikan pemprosesan mekanikal, kerana jika alat tajam dan kaedah penyejukan yang tepat tidak digunakan, titanium akan melembutkan dan meninggalkan lekukan. Seperti struktur keluli, struktur titanium mempunyai had keletihan, sehingga dapat dijamin tahan lama dalam beberapa aplikasi.
Kekakuan khusus aloi titanium pada umumnya tidak sehebat bahan lain seperti aloi aluminium dan serat karbon, jadi kurang digunakan dalam struktur yang memerlukan kekakuan tinggi.
2. Sifat kimia
Di antara ciri-ciri titanium, yang lebih terpuji adalah ketahanan kakisan yang sangat baik-ketahanan kakisannya hampir sama dengan platinum. Titanium tidak terhakis oleh asid sulfurik cair, asid hidroklorik cair, gas klorin, larutan klorin dan kebanyakan asid organik. Tetapi ia masih boleh dilarutkan dengan asid pekat. Walaupun rajah potensi-pH berikut menunjukkan bahawa titanium adalah logam yang sangat aktif secara termodinamik, tindak balasnya dengan air dan udara sangat perlahan.
