Paduan titanium adalah bahan logam yang terdiri dari titanium yang dicampur dengan logam lain, biasanya paladium, vanadium, aluminium, dan/atau timah dalam jumlah kecil. Logam-logam ini memberikan sifat yang lebih baik dibandingkan titanium murni, seperti ketahanan terhadap korosi, kemampuan las (fabricability) yang baik, stabilitas, dan kekuatan pada suhu tinggi. Titanium murni sangat keras, sehingga sulit untuk dilas dan dibentuk.
Satu-satunya aplikasi tipikal untuk titanium murni adalah implan ortopedi dan gigi, sedangkan aplikasi titanium lainnya yang tak terhitung jumlahnya, termasuk teknik dirgantara, mesin suhu tinggi, pemrosesan medis dan kelautan, dan peralatan atletik menggunakan paduan titanium. Banyak paduan logam lain juga mengandung sejumlah kecil titanium, tetapi ini tidak dianggap sebagai paduan titanium kecuali titanium merupakan mayoritas zat.
Titanium sering dianggap sebagai logam ajaib karena kekuatan dan ringannya yang tinggi. Sekitar sekuat baja dan dua kali lebih kuat dari aluminium, titanium 45% lebih ringan dari baja dan hanya 60% lebih berat dari aluminium. Ini juga memiliki manfaat karena tidak reaktif dengan tubuh manusia, sehingga ideal untuk implan medis seperti peniti untuk menyatukan tulang yang patah. Namun, biayanya yang tinggi membatasi penggunaannya.
Titanium relatif umum di kerak bumi, membentuk sekitar 0.57% (elemen paling umum ke-9), tetapi mengekstraknya dari bijihnya — mineral Rutile (TiO2), Ilmenit (FeTiO3) dan Sphene (CaTiSiO5) — bisa mahal, karena masukan panas yang tinggi diperlukan. Unsur titanium pertama kali diisolasi dalam bentuk murninya pada tahun 1910, ketika Matthew A. Hunter memanaskan TiCl4 dengan natrium pada 800 ° C (1472 ° F).
Ada 38 jenis paduan titanium yang umum, tetapi campuran khasnya adalah 90% titanium, 6% aluminium, dan 4% vanadium. Campuran ini disebut Grade 5. Ada titanium grade 1 sampai 38, dengan 38 yang paling baru ditemukan. Nilai tidak menunjukkan kekuatan atau apa pun, mereka hanya digunakan untuk referensi mudah, meskipun nilai sebelumnya adalah yang pertama diproduksi secara umum. Titanium grade 5 juga dikenal sebagai Titanium 6AL-4V, yang dianggap cocok untuk penggunaan militer. Tingkat paduan titanium ini stabil dalam aplikasi hingga 400 ° C (752 ° F), dengan aplikasi stereotip pada turbin pesawat, yang berputar sangat cepat dan menjadi sangat panas.
Selain digunakan secara luas dalam perangkat keras militer, paduan titanium dapat ditemukan di batang penghubung di mobil kelas atas seperti Porsche dan Ferrari. Kehadiran logam ini adalah bagian dari apa yang dapat membuat mobil ini begitu mahal, tetapi juga dapat diandalkan dan mampu kecepatan tinggi. Bahan kelas atas serupa yang ditemukan dalam produk premium adalah serat karbon.