强度高，钛合金密度大概4.51g/cm3，只有钢的60%，纯钛的强度都快赶上普通钢了，有些高强度钛合金甚至比很多合金结构钢还猛。所以钛合金的比强度（强度除以密度）是真的高，做出来的零件又轻又结实。现在飞机的发动机、骨架、外壳、螺丝还有起落架这些地方都在用钛合金。
耐热也强，比铝合金能扛几百度高温，在中等温度下也能保持强度，能在450～500℃下长期工作。这两类钛合金在150～500℃之间依然比强度很高，而铝合金到150℃就开始掉链子了，最高工作温度也就200℃以下。
抗腐蚀也很牛，钛合金在潮湿空气和海水里表现比不锈钢好太多了，对点蚀、酸蚀、应力腐蚀都很抗，碱、氯化物、氯的有机物、硝酸、硫酸这些也不怕。不过对还原性氧和铬盐介质就有点弱。
低温性能也不错，就算在超低温下，钛合金还能保持力学性能。比如TA7这种低间隙元素钛合金，在-253℃都能有一定塑性，所以它也是重要的低温材料。
不过化学活性也挺大，容易跟空气中的O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等反应。含碳量超过0.2%就会生成硬质TiC；高温下跟N反应生成TiN表层；600℃以上吸氧形成硬化层；氢多了还会脆化。这气体吸收后的硬脆层能达到0.1～0.15mm深，硬度提升20%～30%。钛还容易粘附在摩擦面上。
导热差，弹性模量也低。钛的导热系数只有15.24W/（m·K），大概是镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，钛合金更惨，直接再降一半。弹性模量大概只有钢的一半，所以刚性差，容易变形，不太适合做细长杆或薄壁件。切削时表面回弹特别大，差不多是不锈钢的2～3倍，容易造成刀具磨损严重、粘附、打结。