Densiteten av titan är 4.506-4.516 gram per kubikcentimeter (2{{10}} grader), högre än aluminium och lägre än järn, koppar och nickel. Men dess specifika styrka rankas först bland metaller, tre gånger den hos rostfritt stål och 1,3 gånger den hos en aluminiumlegering. Smältpunkt 1668 ± 4 grader, latent smältvärme 3.7-5.0 kcal/g atom, kokpunkt 3260 ± 20 grader, latent förångningsvärme 102.5-112,5 kcal /g atom, kritisk temperatur 4350 grader, kritiskt tryck 1130 atmosfärer. Den termiska och elektriska ledningsförmågan hos titan är dålig, ungefär eller något lägre än för rostfritt stål. Titan har supraledning, och den supraledande kritiska temperaturen för rent titan är 0.38-0.4K. Vid 25 grader är den specifika värmekapaciteten för titan 0,126 kcal/g atom · grad, entalpin är 1149 kcal/g atom och entropin är 7,33 kcal/g atom · grad. Titanmetall är ett paramagnetiskt ämne med en magnetisk permeabilitet på 1,00004.
