使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。 钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。
钛的导热系数λ=15.24W/（m.K）约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/14，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50％。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，故其刚性差、易变形，不宜制作细长杆和薄壁件，切削时加工表面的回弹量很大，约为不锈钢的2～3倍，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附、粘结磨损。钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。
钛合金具有比强度高、耐腐蚀、耐高温等特点。同样大小的钛合金重量只是钢的60%，但是却比合金钢的强度高。钛合金被广泛用于飞机结构零部件和耐热零部件上，是当代飞行器和发动机的主要结构材料之一，被誉为“空间金属”。随着钛合金加工技术日趋成熟，加工设备、刀具等不断改进、提高，现已能够实现超大型结构件和精密复杂零件的稳定加工。
