Le titane appartient au groupe d'éléments appelés métaux de transition, connus pour leur valence et leurs états d'oxydation variables. Autrement dit, les électrons de ces éléments peuvent habiter diverses orbites autour du noyau, et les éléments gagnent ou perdent un nombre variable d'électrons lors de la liaison avec d'autres éléments.
Le titane est le numéro 22 sur le tableau périodique et contient 22 protons dans le noyau. Son poids atomique est de 47,88, une moyenne prise dans une plage de 46 à 50 unités atomiques de masse.
Le titane ne réagit généralement pas au gaz à des températures atmosphériques normales, mais devient très réactif à des températures plus élevées. Il brûle lorsqu'il est exposé à l'air à 2200 degrés Fahrenheit (1204 degrés Celsius), qui est sous son point de fusion de 3034 F (1668 C). Dans l'oxygène pur, le point d'inflammation est de 1130 F (610 C). Le titane se lie à l'oxygène à des températures dépassant 950 degrés Fahrenheit (510 C), créant un certain nombre d'oxydes allant de TiO à Ti7O12. De même, l'azote se lie au titane à des températures plus élevées, bien que les deux aient tendance à des réactions de surface uniquement qui créent une couche d'oxyde ou de nitrure sur les couches externes. Une pénétration plus profonde se produit lorsque la température dépasse 1300 F (704 C).
Le titane est également réactif avec les acides chlorhydrique et sulfurique, bien que la réaction soit lente à moins que de la chaleur ne soit appliquée.