钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60%。纯钛合金的强度接近普通钢，部分高强度钛合金超过很多合金结构钢。因此钛合金的比强度(强度/密度)远高于其他金属结构材料，可以制成单位强度高、刚性好、重量轻的零件。目前钛 alloy用于飞机的发动机部件、骨架、蒙皮、紧固件和起落架。

使用温度比铝合金高几百度，在中温下仍能保持所需的强度，可在450 ~ 500℃下长期工作。这两种钛合金在150℃ ~ 500℃范围内仍具有较高的比强度，但铝合金在150℃时比强度明显下降。钛 alloy的工作温度可以达到500℃，而铝合金的工作温度在200℃以下。

钛 alloy在潮湿的大气和海水中工作，耐腐蚀性能比不锈钢好很多。抗点蚀、酸腐蚀和应力腐蚀能力特别强；对有机物质如碱、氯化物和氯、硝酸、硫酸等具有优异的耐腐蚀性。但钛对还原性氧和铬盐介质的耐腐蚀性较差。

钛合金在低温和超低温下仍能保持其力学性能。具有良好低温性能和极低间隙元素如TA7的钛合金在-253℃仍能保持一定的塑性。因此，钛 alloy也是一种重要的低温结构材料。

钛具有很高的化学活性，它与大气中的O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨等有很强的化学反应。当碳含量大于0.2%时，硬质TiC将在钛 alloy中形成。当温度较高时，TiN的硬表面层也会通过与N的相互作用而形成；在600℃以上，钛吸氧形成高硬度的硬化层；随着氢含量的增加，也会形成脆化层。气体吸收产生的硬脆表层深度可达0.1~0.15mm，硬化程度20% ~ 30%。钛的化学亲和力也高，容易附着在摩擦表面。

钛的导热系数λ=15.24W/(m.K)约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，各种钛合金的导热系数比钛低50%左右。钛 alloy的弹性模量约为钢的1/2，因此刚性差，容易变形，不适合制作细长杆和薄壁零件。切削时，加工面的回弹很大，约为不锈钢的2 ~ 3倍，造成刀具后刀面严重摩擦、粘着和粘着磨损。