Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του τιτανίου ως μεταλλικού χημικού στοιχείου περιλαμβάνουν τη μη μαγνητική του ιδιότητα, τη χαμηλή πυκνότητα και τη σκληρή αναλογία αντοχής προς βάρος. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στην Αγγλία το 1791 από τον αιδεσιμότατο William Gregor, ο οποίος ήταν επίσης ορυκτολόγος, ο οποίος αρχικά ονόμασε το μέταλλο μανακκανίτη από την ενορία του Mannaccan στην Κορνουάλη της Αγγλίας, όπου τον ανακάλυψε. Το μετάλλευμα τιτανίου είναι κοινό στον φλοιό της Γης σε ορυκτά όπως ο ιλμενίτης ή ο τιτανικός σίδηρος, το FeTiO3 και το ρουτίλιο, πιο γνωστό ως διοξείδιο του τιτανίου, TiO2.
Οι χημικές ιδιότητες του τιτανίου περιλαμβάνουν την ανθεκτική στη διάβρωση φύση του που το καθιστά κατάλληλο για ιατρικά εργαλεία, καθώς δεν αλληλεπιδρά χημικά με τους ανθρώπινους ιστούς. Η αντοχή του σε πολλές μορφές οξέος το καθιστά χρήσιμο σε βιομηχανικές εφαρμογές όπου υφίστανται επεξεργασία καυστικών χημικών. Το τιτάνιο είναι επίσης ένα από τα λίγα στοιχεία που μπορεί να καεί απουσία οξυγόνου. Σε μια ατμόσφαιρα καθαρού αζώτου, θα αντιδράσει σε θερμοκρασία 1,470 ° Fahrenheit (800 ° Κελσίου) για να σχηματίσει νιτρίδιο τιτανίου, TiN.
Το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη ένωση του μετάλλου, που εφαρμόζεται ως μορφή χρωστικής σε χρώματα, αντηλιακή λοσιόν και χρωστικές τροφίμων. Ο συντριπτικός όγκος του μεταλλεύματος τιτανίου που εξορύσσεται παγκοσμίως μετατρέπεται σε καθαρή μορφή TiO2, ενώ το υπόλοιπο κράμα με μέταλλα όπως το βανάδιο και το αλουμίνιο για χρήση σε δομικές επιφάνειες, όπου ζυγίζει 40% λιγότερο από τον ενισχυμένο με άνθρακα χάλυβα.
Οι ιδιότητες ορυκτών οξειδίων των ενώσεων τιτανίου οδήγησαν σε δυσκολίες καθαρισμού μετά την ανακάλυψή του. Το καθαρό τιτάνιο σε επίπεδο 99.9% του μετάλλου απομονώθηκε μόνο 119 χρόνια αργότερα από τον Matthew Hunter το 1910, έναν μεταλλουργό από τη Νέα Ζηλανδία που ονόμασε τη μέθοδο καθαρισμού διαδικασία Hunter. Πρόσθετες μέθοδοι καθαρισμού του μετάλλου ανακαλύφθηκαν το 1936 και, μέχρι το 1948, η παγκόσμια παραγωγή του είχε ανέβει σε τρεις τόνους ετησίως. Αυτός ο αριθμός σύντομα θα εκτοξευόταν στα ύψη λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του τιτανίου και η παγκόσμια παραγωγή του 2011 υπολογίζεται σε 223,000 μετρικούς τόνους.
Οι ισχυρές μηχανικές ιδιότητες του τιτανίου το καθιστούν απαραίτητο στις δομές πλαισίων αεροσκαφών που κάνουν εκτενή χρήση του μετάλλου και, από το 2006, η κατασκευή αεροσκαφών είδε τις παγκόσμιες τιμές για το τιτάνιο να αρχίζουν να αυξάνονται γρήγορα. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι είναι ακριβός ο καθαρισμός του μετάλλου και κοστίζει πέντε φορές περισσότερο από τον καθαρισμό του αλουμινίου. Το κόστος είναι 10 φορές μεγαλύτερο για τη δημιουργία μεταλλικών πλινθωμάτων τιτανίου και τελικών μεταλλικών προϊόντων από το αλουμίνιο. Η παγκόσμια ζήτηση για καθαρό τιτάνιο είναι 10,000 φορές μικρότερη από αυτή της αγοράς χάλυβα, γεγονός που συμβάλλει στις διακυμάνσεις των τιμών. Από το 2005, τα έθνη που ετοιμάζονται να γίνουν οι κορυφαίες εταιρείες διύλισης τιτανίου ήταν η Ιαπωνία και η Κίνα, ακολουθούμενες στενά από τη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες.