La densité du titane est de 4,506-4,516 g/cm³ (20 degrés) et le point de fusion est de 1668 ± 4 degrés. La densité de l'alliage de titane est de 4,5 g·cm⁻³, soit environ 57 % de celle de l'acier à haute résistance. Sa résistance spécifique est supérieure à celle de l'acier à haute résistance, de l'alliage d'aluminium et de l'alliage de magnésium. La présence d'impuretés dans le titane a un impact important sur ses propriétés mécaniques. En particulier, les impuretés interstitielles (oxygène, azote et carbone) peuvent augmenter la résistance du titane et réduire sa plasticité. Par exemple, une étude a montré que les lingots d'alliage de titane contenant environ 2 % de fer et 2 % d'aluminium ont une résistance à la traction d'environ 90 kg/mm² et un allongement d'environ 20 % à température ambiante ; à 600 degrés, la résistance à la traction est d'environ 30 kg/mm² et l'allongement est d'environ 30 %, ce qui montre la résistance à la chaleur. L'alliage est facile à forger à chaud et à laminer à chaud.
L'alliage de titane a une résistance à la corrosion de l'eau de mer et peut maintenir ses performances dans l'eau de mer polluée, l'eau de mer chaude (inférieure à 120 degrés), l'impact des vagues, la boue marine et les organismes marins attachés. Les alliages de titane, en raison de leur résistance spécifique élevée, peuvent remplacer certains aciers spéciaux et avancés dans le domaine aérospatial ; en raison de leur température de fonctionnement élevée, ils peuvent remplacer certains alliages d'aluminium ; et parce qu'ils possèdent une résistance au fluage à des températures modérées (jusqu'à 550 degrés) et une résistance acceptable à l'oxydation et à la corrosion, ils sont l'un des matériaux candidats pour remplacer les superalliages à base de nickel-dans les compresseurs haute pression des moteurs modernes-.
