Tettheten av titan er 4,506-4,516 g/cm³ (20 grader), og smeltepunktet er 1668±4 grader. Tettheten til titanlegering er 4,5 g·cm⁻³, som er omtrent 57 % av den for høy-stål. Dens spesifikke styrke er høyere enn for høyfast stål, aluminiumslegering og magnesiumlegering. Tilstedeværelsen av urenheter i titan har en betydelig innvirkning på dets mekaniske egenskaper. Spesielt kan interstitielle urenheter (oksygen, nitrogen og karbon) øke styrken til titan og redusere plastisiteten. For eksempel viste en studie at titanlegeringsblokker som inneholder ca. 2 % jern og 2 % aluminium har en strekkstyrke på ca. 90 kg/mm² og en forlengelse på ca. 20 % ved romtemperatur; ved 600 grader er strekkstyrken ca. 30 kg/mm² og forlengelsen er ca. 30 %, noe som viser varmebestandighet. Legeringen er lett å varmsmi og varmvalse.
Titanlegering har sjøvannskorrosjonsbestandighet og kan opprettholde ytelsen i forurenset sjøvann, varmt sjøvann (under 120 grader), bølgepåvirkning, sjøslam og tilknyttede marine organismer. Titanlegeringer, på grunn av deres høye spesifikke styrke, kan erstatte noen spesielle og avanserte stål i romfartsfeltet; på grunn av deres høye driftstemperatur, kan de erstatte noen aluminiumslegeringer; og fordi de har krypestyrke ved moderate temperaturer (opptil 550 grader) og akseptabel motstand mot oksidasjon og korrosjon, er de et av kandidatmaterialene til å erstatte nikkel-baserte superlegeringer i moderne motorhøytrykkskompressorer.
