鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米（20℃）,高于鋁而低于鐵、銅、鎳.但比強度位于金屬之首,是不銹鋼的3倍,是鋁合金的1.3倍.熔點1668±4℃,熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子,沸點3260±20℃,汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子,臨界溫度4350℃,臨界壓力1130大氣壓.鈦的導熱性和導電性能較差,近似或略低于不銹鋼,鈦具有超導性,純鈦的超導臨界溫度為 0.38-0.4K.在25℃時,鈦的熱容為0.126卡/克原子·度,熱焓1149卡/克原子,熵為7.33卡/克原子·度,金屬鈦是順磁性物質,導磁率為1.00004.　　鈦具有可塑性,高純鈦的延伸率可達50-60%,斷面收縮率可達70-80%,但強度低,不宜作結構材料.鈦中雜質的存在,對其機械性能影響極大,特別是間隙雜質（氧、氮、碳）可大大提高鈦的強度,顯著降低其塑性.鈦作為結構材料所具有的良好機械性能,就是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的.
鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金.鈦有兩種同質異晶體：882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦.　　合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類：　?、俜€定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等.其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果.　?、诜€定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素,又可分同晶型和共析型二種.應用了鈦合金的產品
前者有鉬、鈮、釩等；后者有鉻、錳、銅、鐵、硅等.　?、蹖ο嘧儨囟扔绊懖淮蟮脑貫橹行栽?有鋯、錫等.　　氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質.氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降.通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下.氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物,使合金變脆.通常鈦合金中氫含量控制在 0.015％以下.氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去.