| Ominaisuus | Arvo |
| Atominumero | 22 |
| Atomipaino | 47.9 |
| Atomin tilavuus | 10.6 W/D |
| Kovalenttinen säde | 1.32 Å |
| Ionisaatiopotentiaali | 6.8282 V |
| Termisen neutroniabsorption poikkileikkaus | 5.6 barnia/atomi |
| Kiderakenne | |
| Alfa (=882.5 °C tai 1620 °F) | Suljettu heksagonaalinen |
| Beta ( =882.5 °C tai 1620 °F) | Kehokeskeinen kuutiomainen |
| Väri | Tummanharmaa |
| Tiheys | 4.51 g/cm3 (0.163 lb/in.3).) |
| Sulamispiste | 1668 ± 10 °C (3035 °F) |
| Sulamispiste | 1668 ± 10 °C (3035 °F) |
| Kiinteä/nestemäinen | 1725 °C. (3135 °F) |
| Kiehumispiste | 3260 °C (5900 °F) |
| Ominaislämpö (25 °C:ssa) | 0.5223 kJ/kg K |
| Lämmönjohtavuus | 11.4 W/m K |
| Sulamislämpö | 440 kJ/kg (arvioitu) |
| Höyrystymislämpö | 9.83 MJ/kg |
| Ominaispainovoima | 4.5 |
| Kovuus | 70 – 74 HRB |
| Murtolujuus | 240 MPa (35 ksi). min |
| Youngin moduuli | 120 GPa (17 × 106 psi) |
| Poissonin luku | 0.361 |
| Kitkakerroin | |
| Vauhdissa 40 m/min (125 ft/min) | 0.8 |
| Vauhdissa 300 m/min (1000 ft/min) | 0.68 |
| Lineaarinen lämpölaajenemiskerroin | 8,41 µm/m K |
| Sähkönjohtavuus | 3 % IACS (jossa kupari = 100 % IACS) Sähkönjohtokyky (20 °C:n lämpötilassa) |
| Sähkövastuskerroin | |
| Sähkövastuksen lämpötilakerroin | 0,0026/°C |
| Magneettinen suskeptibiliteetti (tilavuus, huoneenlämmössä) | 180 ( ±1.7) × 10-6 mks |
Väri ja fysikaaliset ominaisuudet
Puhtaan titaanin väri on metallinvalkoinen ja siinä on hento kiilto. Se sijaitsee jaksollisen järjestelmän neljännessä ryhmässä ja sillä on kaikista alkuaineista suurin lujuus-painosuhde. Sen ominaislujuus on 288 kNm/kg. Sen tiheys, 4,5 g/cm3 , on huomattavasti pienempi kuin teräksen tiheys, joka on 7,8 g/cm3 . Nämä ominaisuudet selittävät, miksi titaanin ansiosta suihkumoottoreiden työntövoiman ja painon suhde on parantunut huomattavasti.
Mekaaniset ominaisuudet
Titaanilla on erinomainen sitkeys ja vetolujuus. Sen pienin myötölujuus on 240-241 MPa kaupallisesti puhtaassa 1-luokassa. Ti-10V-2Fe-3Al:lla on kaikista titaaniseoksista korkein myötölujuus, 1260 MPa.
Kaupallisesti puhtaan 1. luokan titaanin Rockwell B -kovuus on 70 – 74 ja murtumissitkeys 66 MPa-m½. Sen Youngin kimmomoduuli puhtaalle titaanille on 120 GPA ja leikkausmoduuli 45 GPA.
Sähköiset ominaisuudet
Titaanilla on alhainen sähkönjohtavuus 3,1 % IACS (International Annealed Copper Standard). Tämän vuoksi se soveltuu huonosti sovelluksiin, joissa sähkönjohtavuus on toivottavaa. Sen fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet kuitenkin enemmän kuin kompensoivat.
Lämpöominaisuudet
Titaanilla on alhainen lämmönjohtavuus 11,4 W/m K, mikä on tärkeä näkökohta työstön aikana, sillä titaanilla on taipumus lämmittää työkalua sen sijaan, että se jakaisi lämpöä metallin läpi, mikä lyhentää työkalun kestoikää ja voi aiheuttaa riskin, että metallin suorituskyky heikkenee.
- Sulamispiste 1668 ± 10 °C (3035 °F)
- Solidus/liquidus 1725 °C (3135 °F)
- Kiehumispiste 3260 °C (5900 °F)
- Ominaislämpö (25 °C:n lämpötilassa) 0,5223 kJ/kg K
- Lämmönjohtavuus 11.4 W/m K
- Sulamislämpö 440 kJ/kg (arvioitu)
- Höyrystymislämpö 9,83 MJ/kg
Kemialliset ominaisuudet
Puhdas titaani on alumiinin tavoin erittäin reaktiivinen. Ilmakehäpassivointi muodostaa metallin pinnalle oksidikerroksen, joka tekee siitä inertin. Tämä prosessi ei tapahdu ainoastaan ilmassa vaan myös veden alla. 1-2 nanometrin paksuinen kerros muodostuu välittömästi ja paksuuntuu 25 nanometriin 4 vuoden kuluttua.
Tämän oksidikerroksen ansiosta titaani on immuuni suolahapon ja rikkihapon hyökkäyksille. Kemiallinen kestävyys paranee entisestään palladiumin lisäämisellä laatuluokkiin 11 ja 17, jotka on tarkoitettu suolaisen veden ja kemiantehtaiden ympäristöihin.
Kun lämpötila on yli 800 astetta, titaani palaa typessä muodostaen titaaninitridiä. Titaani ilman oksidipinnoitettaan aiheuttaa suuren palamisriskin hapessa. Titaanin yleisimmin käytetyn seoksen Ti 6Al 4V ominaisuudet löytyvät luokan 5 tietolehdestä.