Il Titanio allo stato naturale è un elemento assai diffuso, è il nono infatti per abbondanza e costituisce circa lo 0,6% della crosta terrestre; negli ultimi anni perciò è stato oggetto di numerosi e approfonditi studi ed esperienze che ne hanno messo in evidenza le particolari caratteristiche.

Il Titanio puro a temperatura ambiente è un metallo amagnetico e duttile che può venire deformato sino a più del 95% tra successive ricotture. Ha densità prossima a quella dei materiali leggeri, modulo di elasticità superiore e qualità meccaniche praticamente simili a quelle degli acciai inox, ciò che ne fa un materiale tipicamente aeronautico ed aerospaziale. Il primo incentivo al suo sviluppo derivò infatti dall'elevato rapporto peso-resistenza (in determinate leghe soprattutto) che perdura sino a temperature attorno ai 400 °C e dall'ottima resistenza alla fatica. Inoltre fondamentali applicazioni si riscontrano nell'industria chimica possedendo il Titanio una elevatissima resistenza alla corrosione impartitagli dalla formazione di una pellicola superficiale (passivazione) di ossido che risulta più stabile di quella che si forma sugli acciai inox.
È infatti attaccato dagli acidi solforico e cloridrico concentrati, ma non dall'acido nitrico, né dagli alcali forti, dal cloro o dallo zolfo e derivati.

A temperatura ambiente e sino a circa 882 °C il Titanio possiede una struttura cristallina a sistema esagonale compatto denominata fase "alfa". Oltre tali temperature la struttura si modifica nel sistema cubico corpo centrato denominata fase "beta". L'importanza di questa caratteristica sta in relazione con gli alliganti coi quali viene combinato il Titanio, i quali influenzano differentemente l'ampiezza dell'una o dell'altra fase determinando più o meno consistenti variazioni nel comportamento meccanico del Titanio a differenti temperature. Si è pertanto voluto suddividere gli alliganti classificandoli, a seconda che accrescano la fase "alfa" , la fase "beta" o non diano modificazioni di rilievo, in:

Alfa alliganti: Al
Alfa impurità: O2,N2,B,C
Beta alliganti: Mo, V, Nb, Ta, Mn, Fe, Cr, Co, W, Ni, Cu, Au, Ag, Si, Zr
Beta impurità: H2
Neutri: Sn

Nelle leghe industriali gli effetti dei vari elementi di ciascun gruppo assumono particolare rilievo, quindi per comodità sono state classificate le leghe "alfa", "alfa-beta" e "beta" con riferimento alla fase che detengono a temperatura ambiente.