Gęstość względna tytanu wynosi 4,506, temperatura topnienia wynosi 1668 stopni, a temperatura wrzenia 3287 stopni. Rezystywność 42x10⁻⁸Ω·m (20 stopni). Jest odporny na korozję ze względu na gęsty tlenek na powierzchni i nie reaguje z tlenem, halogenem i wodą w temperaturze pokojowej, a reaguje z tlenem, tworząc dwutlenek tytanu, gdy jest rozgrzany do czerwoności. Nie reaguje z kwasem azotowym, rozcieńczonym kwasem siarkowym i alkaliami, ale jest rozpuszczalny w stężonym kwasie siarkowym, kwasie fluorowodorowym i wodzie królewskiej.
Tytan ma plastyczność, wydłużenie tytanu o wysokiej czystości może osiągnąć 50-60%, a skurcz przekroju może osiągnąć 70-80%, ale wytrzymałość jest niska i nie nadaje się jako materiał konstrukcyjny. Obecność zanieczyszczeń w tytanie ma duży wpływ na jego właściwości mechaniczne, zwłaszcza zanieczyszczenia międzywęzłowe (tlen, azot, węgiel) mogą znacznie poprawić wytrzymałość tytanu i znacznie zmniejszyć jego plastyczność. Dobre właściwości mechaniczne tytanu jako materiału konstrukcyjnego uzyskuje się poprzez ścisłą kontrolę odpowiedniej zawartości zanieczyszczeń i dodawanie pierwiastków stopowych.