La densitat del titani és de 4,506-4,516 grams per centímetre cúbic (2{{10}} grau), superior a l'alumini i inferior al ferro, coure i níquel. Però la seva força específica ocupa el primer lloc entre els metalls, tres vegades la de l'acer inoxidable i 1,3 vegades la de l'aliatge d'alumini. Punt de fusió 1668 ± 4 graus, calor latent de fusió 3.7-5.{0 kcal/g àtom, punt d'ebullició 3260 ± 20 graus, calor latent de vaporització 102.5-112,5 kcal /g àtom, temperatura crítica 4350 graus, pressió crítica 1130 atmosferes. La conductivitat tèrmica i elèctrica del titani és pobre, aproximadament o lleugerament inferior a la de l'acer inoxidable. El titani té superconductivitat i la temperatura crítica superconductora del titani pur és de 0.38-0,4K. A 25 graus, la capacitat calorífica específica del titani és de 0,126 kcal/g àtom · grau, l'entalpia és de 1149 kcal/g àtom i l'entropia és de 7,33 kcal/g àtom · grau. El titani metall és una substància paramagnètica amb una permeabilitat magnètica d'1,00004.
