原子結構鈦位于元素周期表中ⅣB族，原子序數為22，原子核由22個質子和20-32個中子組成，核外電子結構排列為1S22S22P63S23D24S2。原子核半徑5x10-13厘米。物理性質鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米（20℃），熔點1668 4℃，熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子，沸點3260 20℃，汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子，臨界溫度4350℃，臨界壓力1130大氣壓。鈦的導熱性和導電性能較差，近似或略低于不銹鋼，鈦具有超導性，純鈦的超導臨界溫度為0.38-0.4K。在25℃時，鈦的熱容為0.126卡/克原子 度，熱焓1149卡/克原子，熵為7.33卡/克原子 度，金屬鈦是順磁性物質，導磁率為1.00004。鈦具有可塑性，高純鈦的延伸率可達50-60%，斷面收縮率可達70-80%，但強度低，不宜作結構材料。鈦中雜質的存在，對其機械性能影響極大，特別是間隙雜質（氧、氮、碳）可大大提高鈦的強度，顯著降低其塑性。鈦作為結構材料所具有的良好機械性能，就是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的。化學性質鈦在較高的溫度下，可與許多元素和化合物發生反應。各種元素，按其與鈦發生不同反應可分為四類：第一類：鹵素和氧族元素與鈦生成共價鍵與離子鍵化合物；第二類：過渡元素、氫、鈹、硼族、碳族和氮族元素與鈦生成金屬間化物和有限固溶體；第三類：鋯、鉿、釩族、鉻族、鈧元素與鈦生成無限固溶體；第四類：惰性氣體、堿金屬、堿土金屬、稀土元素（除鈧外），錒、釷等不與鈦發生反應或基本上不發生反應。鈦的三大功能功能材料是以物理性能為主的工程材料，即在電、磁、聲、光、熱等方面具有的特殊性質，或在其作用下表現出特殊功能的材料。對鈦和鈦合金的研究已發現其有三種特殊功能有應用前途。