टाइटेनियम का सापेक्ष घनत्व 4.506 है, गलनांक 1668 डिग्री है, और क्वथनांक 3287 डिग्री है। प्रतिरोधकता 42x10⁻⁸Ω·m (20 डिग्री)। यह सतह पर घने ऑक्साइड के कारण संक्षारण के लिए प्रतिरोधी है, और कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन, हलोजन और पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और लाल-गर्म होने पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके टाइटेनियम डाइऑक्साइड बनाता है। यह नाइट्रिक एसिड, तनु सल्फ्यूरिक एसिड और क्षार के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और एक्वा रेजिया में घुलनशील है।
टाइटेनियम में प्लास्टिसिटी होती है, उच्च शुद्धता वाले टाइटेनियम का बढ़ाव 50-60% तक पहुँच सकता है, और सेक्शन सिकुड़न 70-80% तक पहुँच सकता है, लेकिन ताकत कम है, और यह संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयुक्त नहीं है। टाइटेनियम में अशुद्धियों की उपस्थिति का इसके यांत्रिक गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से अंतरालीय अशुद्धियाँ (ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन) टाइटेनियम की ताकत में काफी सुधार कर सकती हैं और इसकी प्लास्टिसिटी को काफी कम कर सकती हैं। संरचनात्मक सामग्री के रूप में टाइटेनियम के अच्छे यांत्रिक गुणों को उचित अशुद्धता सामग्री को सख्ती से नियंत्रित करके और मिश्र धातु तत्वों को जोड़कर प्राप्त किया जाता है।