ความหนาแน่นของไทเทเนียมคือ 4.506-4.516 g/cm³ (20 องศา ) และจุดหลอมเหลวคือ 1668±4 องศา ความหนาแน่นของโลหะผสมไทเทเนียมคือ 4.5 g·cm⁻³ ซึ่งประมาณ 57% ของความหนาแน่นของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง- ความแข็งแรงจำเพาะของมันสูงกว่าเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง อลูมิเนียมอัลลอยด์ และโลหะผสมแมกนีเซียม การมีสิ่งเจือปนในไทเทเนียมมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งเจือปนที่คั่นระหว่างหน้า (ออกซิเจน ไนโตรเจน และคาร์บอน) สามารถเพิ่มความแข็งแรงของไทเทเนียมและลดความเป็นพลาสติกได้ ตัวอย่างเช่น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแท่งโลหะผสมไทเทเนียมที่มีเหล็กประมาณ 2% และอะลูมิเนียม 2% มีความต้านทานแรงดึงประมาณ 90 กิโลกรัม/มม.² และมีการยืดตัวประมาณ 20% ที่อุณหภูมิห้อง ที่ 600 องศา ความต้านทานแรงดึงประมาณ 30 กก./มม.² และการยืดตัวประมาณ 30% แสดงถึงความต้านทานความร้อน โลหะผสมสามารถหลอมร้อนและรีดร้อนได้ง่าย
โลหะผสมไทเทเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเล และสามารถรักษาประสิทธิภาพในน้ำทะเลที่ปนเปื้อน น้ำทะเลร้อน (ต่ำกว่า 120 องศา) ผลกระทบของคลื่น โคลนทะเล และสิ่งมีชีวิตในทะเลที่เกาะอยู่ โลหะผสมไททาเนียมมีความแข็งแรงจำเพาะสูงจึงสามารถทดแทนเหล็กพิเศษและเหล็กขั้นสูงบางชนิดในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้ เนื่องจากอุณหภูมิในการทำงานสูงจึงสามารถทดแทนโลหะผสมอลูมิเนียมบางชนิดได้ และเนื่องจากมีความต้านทานการคืบที่อุณหภูมิปานกลาง (สูงถึง 550 องศา ) และทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่ยอมรับได้ พวกมันจึงเป็นหนึ่งในวัสดุที่อาจนำมาใช้ทดแทนซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล-ในคอมเพรสเซอร์แรงดันสูง-ของเครื่องยนต์สมัยใหม่
