Η πυκνότητα του τιτανίου είναι 4,506-4,516 g/cm³ (20 βαθμοί) και το σημείο τήξης είναι 1668±4 βαθμοί. Η πυκνότητα του κράματος τιτανίου είναι 4,5 g·cm-3, η οποία είναι περίπου το 57% αυτής του χάλυβα υψηλής- αντοχής. Η ειδική αντοχή του είναι υψηλότερη από αυτή του χάλυβα υψηλής αντοχής, του κράματος αλουμινίου και του κράματος μαγνησίου. Η παρουσία ακαθαρσιών στο τιτάνιο έχει σημαντικό αντίκτυπο στις μηχανικές του ιδιότητες. Συγκεκριμένα, οι διάμεσες ακαθαρσίες (οξυγόνο, άζωτο και άνθρακας) μπορούν να αυξήσουν την αντοχή του τιτανίου και να μειώσουν την πλαστικότητά του. Για παράδειγμα, μια μελέτη έδειξε ότι τα πλινθώματα από κράμα τιτανίου που περιέχουν περίπου 2% σίδηρο και 2% αλουμίνιο έχουν αντοχή εφελκυσμού περίπου 90 kg/mm² και επιμήκυνση περίπου 20% σε θερμοκρασία δωματίου. σε 600 μοίρες, η αντοχή σε εφελκυσμό είναι περίπου 30 kg/mm² και η επιμήκυνση είναι περίπου 30%, δείχνοντας αντοχή στη θερμότητα. Το κράμα είναι εύκολο στο σφυρήλατο και ζεστό ρολό.
Το κράμα τιτανίου έχει αντοχή στη διάβρωση του θαλασσινού νερού και μπορεί να διατηρήσει την απόδοσή του σε μολυσμένο θαλασσινό νερό, ζεστό θαλασσινό νερό (κάτω από 120 μοίρες), κρούση κυμάτων, θαλάσσια λάσπη και προσκολλημένους θαλάσσιους οργανισμούς. Τα κράματα τιτανίου, λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής τους, μπορούν να αντικαταστήσουν ορισμένους ειδικούς και προηγμένους χάλυβες στον αεροδιαστημικό τομέα. Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας λειτουργίας τους, μπορούν να αντικαταστήσουν ορισμένα κράματα αλουμινίου. και επειδή διαθέτουν αντοχή ερπυσμού σε μέτριες θερμοκρασίες (έως 550 μοίρες) και αποδεκτή αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση, είναι ένα από τα υποψήφια υλικά για να αντικαταστήσουν τα υπερκράματα με βάση το νικέλιο-σε σύγχρονους συμπιεστές υψηλής-πίεσης κινητήρα.
