Titanium værdi i alt fra rumfart design til kirurgisk udstyr er direkte relateret til dens fysiske egenskaber. Mens titanium er et af de mest rigelige metaller i jordskorpen, og da teknologien til udvinding og forarbejdning fortsætter med at blive bedre, vil den sandsynligvis blive implementeret i mange flere industrielle, medicinske og andre produkter.
Titanium er let, stærk og ekstremt modstandsdygtig over for korrosion. Det har et skinnende, mørkegrå/sølvudseende og er ikke-giftigt i den menneskelige krop (det er derfor, det bruges i kirurgiske værktøjer). Ved at forstå mere om dets fysiske egenskaber er det dog lettere at se, hvorfor dette metal er så gavnligt.
trækstyrke – Titanium og dets legeringer har en trækstyrke, der løber fra 20.000 psi til over 200.000 psi. Kommerciel kvalitet titanium er normalt omkring 63.000 psi. Den blødeste kvalitet af kommercielt rent titanium er omkring 240 MPa, mens legeringer med høj styrke kan gå så højt som 1.400 MPa. Grad 4 kommercielt ren kunne være op til 552 MPa.
vægt – Titanium er omkring 45% lettere end stål. Selvom det er 60% tungere end aluminium, er det dobbelt så stærkt.
densitet – ved 4,54 gram pr.kubikcentimeter er titanium omkring 56% så tæt som stål.
hårdhed – når ilt absorberes i overfladen af titanium, når metallet er hærdet, kan det i høj grad øge hårdheden af overfladelaget. (Dette er ofte en indikator for trækstyrken.)
træthedsstyrke – titaniumlegeringer har træthedsstyrke med høj cyklus. Dette vil variere afhængigt af overfladefinishen, så der skal naturligvis udvises forsigtighed for at undgå spændingskoncentratorer.
smeltepunkt – dette metal smelter ved 3.034 liter F (1.668 liter C), hvilket er omkring 400 liter F over stål og omkring 2.000 over aluminium.
termisk ekspansion – varmeudvidelseskoefficienten (den mængde, den udvider eller forlænger, når der påføres varme) af titanium er relativt lav.
elektrisk ledningsevne – Titanium er ikke en god leder. Det ligner rustfrit stål i ledningsevne.
Magnetics – kommercielt rent titanium og alle de tilknyttede legeringer er ikke-magnetiske.
legeringer – Titanium kan legeres med aluminium, molybdæn, jern, mangan og mange metaller.