O titânio pertence ao grupo de elementos conhecidos como metais de transição, conhecidos por sua valência variável e estados de oxidação. Ou seja, os elétrons nesses elementos podem habitar várias órbitas ao redor do núcleo, e os elementos ganham ou perdem vários números de elétrons ao se ligar a outros elementos.
O titânio é o número 22 na tabela periódica e contém 22 prótons no núcleo. Seu peso atômico é 47,88, uma média de 46 a 50 unidades atômicas de massa.
O titânio normalmente não reage ao gás em temperaturas atmosféricas normais, mas torna-se altamente reativo em temperaturas mais altas. Ele entra em combustão quando exposto ao ar a 2.200 graus Fahrenheit (1204 graus Celsius), que está sob seu ponto de fusão de 3.034 F (1668 C). Em oxigênio puro, o ponto de ignição é 1130 F (610 C). O titânio se liga ao oxigênio em temperaturas que excedem 950 graus Fahrenheit (510 C), criando uma série de óxidos que variam de TiO a Ti7O12. Da mesma forma, o nitrogênio se liga ao titânio em temperaturas mais altas, embora ambos tendam a reações apenas superficiais que criam um óxido, ou incrustação de nitreto, nas camadas externas. A penetração mais profunda ocorre quando a temperatura excede 1300 F (704 C).
O titânio também é reativo com os ácidos clorídrico e sulfúrico, embora a reação seja lenta, a menos que seja aplicado calor.
