在金属元素中，钛的比强度很高。它是一种高强度但低质量的金属，而且具有相当好的延展性（尤其是在无氧的环境下）。钛的表面呈银白色金属光泽，熔点超过1649℃，是良好的耐火金属材料。钛具有顺磁性，其电导率及热导率皆甚低。
商业等级的钛（纯度99.2%）极限抗拉强度约为434MPa，与低等级钢合金相若，但比钢合金轻45%。钛的密度比铝高60%，但强度是常见6061-T6铝合金的两倍。某些钛合金（例如βC）的抗拉强度可达1400MPa；然而当钛被加热至430℃以上时，强度会减弱。
钛不具磁性，同时是不良的导热及导电体。机械处理时需要使用锋利的器具及适当的冷却手法，否则钛会软化并留有压痕。像钢结构体一样，钛结构体也有疲劳极限，在某些应用上可保证持久耐用。
钛具有两种同素异形体，在882℃时会从六方最密堆积的α型转变成体心立方的β型。在到达临界温度前，α型的比热会随着升温而暴增，到达后会下降，然后在β型下保持基本恒定。跟锆和铪类似，钛还存在一种ω态，在高压时热力学稳定，也可能在常压下以介稳态存在。
