Плотность титана составляет 4,506-4,516 грамма на кубический сантиметр (2{{10}} градуса, что выше, чем у алюминия, и ниже, чем у железа, меди и никеля. Но его удельная прочность занимает первое место среди металлов: в три раза выше, чем у нержавеющей стали и в 1,3 раза выше, чем у алюминиевого сплава. Температура плавления 1668±4 градус, скрытая теплота плавления 3.7-5.0 ккал/г атома, температура кипения 3260±20 градус, скрытая теплота парообразования 102.5-112.5 ккал. /г атома, критическая температура 4350 градусов, критическое давление 1130 атмосфер. Тепло- и электропроводность титана плохая, примерно или несколько ниже, чем у нержавеющей стали. Титан обладает сверхпроводимостью, а критическая температура сверхпроводимости чистого титана составляет 0,38-0,4К. При 25 градусах удельная теплоемкость титана составляет 0,126 ккал/г атом·градус, энтальпия – 1149 ккал/г атом·градус, энтропия – 7,33 ккал/г атом·градус. Металлический титан представляет собой парамагнитное вещество с магнитной проницаемостью 1,00004.
