La densidad del titanio es 4,506-4,516 g/cm³ (20 grados) y el punto de fusión es 1668±4 grados. La densidad de la aleación de titanio es de 4,5 g·cm⁻³, que es aproximadamente el 57% de la del acero de alta-resistencia. Su resistencia específica es mayor que la del acero de alta resistencia, la aleación de aluminio y la aleación de magnesio. La presencia de impurezas en el titanio tiene un impacto significativo en sus propiedades mecánicas. En particular, las impurezas intersticiales (oxígeno, nitrógeno y carbono) pueden aumentar la resistencia del titanio y reducir su plasticidad. Por ejemplo, un estudio demostró que los lingotes de aleación de titanio que contienen aproximadamente un 2 % de hierro y un 2 % de aluminio tienen una resistencia a la tracción de aproximadamente 90 kg/mm² y un alargamiento de aproximadamente un 20 % a temperatura ambiente; a 600 grados, la resistencia a la tracción es de aproximadamente 30 kg/mm² y el alargamiento es de aproximadamente el 30 %, lo que muestra resistencia al calor. La aleación es fácil de forjar y laminar en caliente.
La aleación de titanio tiene resistencia a la corrosión del agua de mar y puede mantener su rendimiento en agua de mar contaminada, agua de mar caliente (por debajo de 120 grados), impacto de olas, lodo marino y organismos marinos adheridos. Las aleaciones de titanio, debido a su alta resistencia específica, pueden sustituir a algunos aceros especiales y avanzados en el campo aeroespacial; debido a su alta temperatura de funcionamiento, pueden sustituir algunas aleaciones de aluminio; y debido a que poseen resistencia a la fluencia a temperaturas moderadas (hasta 550 grados) y una resistencia aceptable a la oxidación y la corrosión, son uno de los materiales candidatos para reemplazar las superaleaciones a base de níquel-en los compresores de alta-presión de motores modernos.
