Die Dichte von Titan beträgt 4,506-4,516 Gramm pro Kubikzentimeter (2{{10}} Grad) und ist damit höher als die von Aluminium und niedriger als die von Eisen, Kupfer und Nickel. Aber seine spezifische Festigkeit steht unter den Metallen an erster Stelle, dreimal so hoch wie die von Edelstahl und 1,3-mal so hoch wie die von Aluminiumlegierungen. Schmelzpunkt 1668 ± 4 Grad, latente Schmelzwärme 3,7-5,0 kcal/g Atom, Siedepunkt 3260 ± 20 Grad, latente Verdampfungswärme 102,5-112,5 kcal /g Atom, kritische Temperatur 4350 Grad, kritischer Druck 1130 Atmosphären. Die thermische und elektrische Leitfähigkeit von Titan ist schlecht und etwa oder geringfügig niedriger als die von Edelstahl. Titan ist supraleitend und die supraleitende kritische Temperatur von reinem Titan beträgt 0,38-0,4K. Bei 25 Grad beträgt die spezifische Wärmekapazität von Titan 0,126 kcal/g-Atom · Grad, die Enthalpie 1149 kcal/g-Atom und die Entropie 7,33 kcal/g-Atom · Grad. Titanmetall ist eine paramagnetische Substanz mit einer magnetischen Permeabilität von 1,00004.
