Sifat fisik utama titanium sebagai unsur kimia logam meliputi sifat non-magnetiknya, densitas rendah, dan rasio kekuatan-terhadap-berat yang tangguh. Ini pertama kali ditemukan di Inggris pada tahun 1791 oleh Pendeta William Gregor, yang juga seorang penambang, yang awalnya bernama manaccanite logam setelah paroki Mannaccan di Cornwall, Inggris, di mana ia menemukannya. Bijih titanium umum ditemukan di kerak bumi dalam mineral seperti ilmenit atau besi titanat, FeTiO3, dan rutil, lebih dikenal sebagai titanium dioksida, TiO2.
Sifat kimia titanium termasuk sifat tahan korosi yang membuatnya cocok untuk instrumen medis, karena tidak berinteraksi secara kimia dengan jaringan manusia. Ketahanannya terhadap berbagai bentuk asam membuatnya berguna dalam aplikasi industri di mana bahan kimia kaustik diproses. Titanium juga merupakan salah satu dari sedikit elemen yang dapat terbakar tanpa adanya oksigen. Dalam atmosfer nitrogen murni, ia akan bereaksi pada suhu 1,470 ° Fahrenheit (800 ° Celcius) untuk membentuk titanium nitrida, TiN.
Titanium dioksida adalah senyawa logam yang banyak digunakan, diaplikasikan sebagai bentuk pigmen pada cat, lotion tabir surya, dan pewarna makanan. Sebagian besar bijih titanium yang ditambang di seluruh dunia diubah menjadi bentuk murni TiO2, sedangkan sisanya dicampur dengan logam seperti vanadium dan aluminium untuk digunakan pada permukaan struktural, yang beratnya 40% lebih ringan daripada baja yang diperkuat karbon.
Sifat mineral oksida senyawa titanium menyebabkan kesulitan pemurnian setelah penemuannya. Titanium murni pada tingkat 99.9% dari logam tidak diisolasi sampai 119 tahun kemudian oleh Matthew Hunter pada tahun 1910, seorang ahli metalurgi dari Selandia Baru yang menamakan metode pemurnian proses Hunter. Metode tambahan pemurnian logam ditemukan pada tahun 1936, dan, pada tahun 1948, produksi di seluruh dunia telah naik menjadi tiga ton per tahun. Jumlah ini segera meroket karena sifat unik titanium, dan produksi global 2011 diperkirakan mencapai 223,000 metrik ton.
Sifat mekanik yang kuat dari titanium membuatnya penting dalam struktur badan pesawat yang menggunakan logam secara ekstensif, dan, pada tahun 2006, manufaktur pesawat melihat harga global untuk titanium mulai meningkat dengan cepat. Ini sebagian karena fakta bahwa pemurnian logam itu mahal, dan biaya pemurniannya lima kali lipat lebih mahal daripada aluminium. Biayanya 10 kali lebih banyak untuk membuat ingot logam titanium dan produk logam jadi daripada aluminium. Permintaan pasar dunia untuk titanium murni adalah 10,000 kali lebih kecil dari pasar baja juga, yang berkontribusi terhadap fluktuasi harga. Pada tahun 2005, negara-negara yang bersiap untuk menjadi penyuling titanium teratas adalah Jepang dan Cina, diikuti oleh Rusia dan Amerika Serikat.