Densiteten af titanium er 4.506-4.516 gram pr. kubikcentimeter (2{{10}} grader), højere end aluminium og lavere end jern, kobber og nikkel. Men dens specifikke styrke rangerer først blandt metaller, tre gange den af rustfrit stål og 1,3 gange den af aluminiumslegeringer. Smeltepunkt 1668 ± 4 grader, latent smeltevarme 3.7-5.0 kcal/g atom, kogepunkt 3260 ± 20 grader, latent fordampningsvarme 102.5-112,5 kcal /g atom, kritisk temperatur 4350 grader, kritisk tryk 1130 atmosfærer. Den termiske og elektriske ledningsevne af titanium er dårlig, cirka eller lidt lavere end for rustfrit stål. Titanium har superledning, og den superledende kritiske temperatur for rent titanium er 0.38-0.4K. Ved 25 grader er den specifikke varmekapacitet af titan 0,126 kcal/g atom · grad, entalpien er 1149 kcal/g atom, og entropien er 7,33 kcal/g atom · grad. Titaniummetal er et paramagnetisk stof med en magnetisk permeabilitet på 1,00004.
