Den relative massefylde af titanium er 4,506, smeltepunktet er 1668 grader, og kogepunktet er 3287 grader. Resistivitet 42x10⁻⁸Ω·m (20 grader). Det er modstandsdygtigt over for korrosion på grund af den tætte oxid på overfladen, og reagerer ikke med ilt, halogen og vand ved stuetemperatur, og reagerer med ilt for at danne titaniumdioxid, når det er rødglødende. Det reagerer ikke med salpetersyre, fortyndet svovlsyre og alkali, men er opløseligt i koncentreret svovlsyre, flussyre og aqua regia.
Titan har plasticitet, forlængelsen af højrent titanium kan nå 50-60%, og sektionskrympningen kan nå 70-80%, men styrken er lav, og den er ikke egnet som strukturmateriale. Tilstedeværelsen af urenheder i titanium har stor indflydelse på dets mekaniske egenskaber, især interstitielle urenheder (ilt, nitrogen, kulstof) kan i høj grad forbedre styrken af titanium og reducere dets plasticitet betydeligt. De gode mekaniske egenskaber af titanium som et strukturelt materiale opnås ved nøje at kontrollere det passende urenhedsindhold og tilføje legeringselementer.