בהשוואה לחומרי מתכת אחרים, לסגסוגות טיטניום יש את היתרונות הבאים:
1. החוזק הספציפי (חוזק מתיחה/צפיפות) הוא גבוה (ראה איור), חוזק המתיחה יכול להגיע ל-100~140kgf/mm2, והצפיפות היא רק 60% מפלדה.
2. חוזק טמפרטורה בינוני טוב, טמפרטורת השימוש גבוהה במאות מעלות מזו של סגסוגת אלומיניום, היא עדיין יכולה לשמור על החוזק הנדרש בטמפרטורה בינונית, ויכולה לעבוד לאורך זמן בטמפרטורה של 450~500 מעלות.
3. עמידות טובה בפני קורוזיה, על פני השטח של טיטניום באטמוספירה נוצר מייד סרט תחמוצת אחיד וצפוף, ויש לו יכולת להתנגד לשחיקה של מגוון אמצעים. באופן כללי, לטיטניום עמידות טובה בפני קורוזיה במדיות מחמצנות וניטרליות, ועמידות טובה יותר בפני קורוזיה במי ים, תמיסות כלור רטובות וכלוריד. עם זאת, במדיה מפחיתה, כגון חומצה הידרוכלורית, לטיטניום יש עמידות לקורוזיה ירודה.
4. סגסוגות טיטניום עם ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה ואלמנטים ביניים נמוכים מאוד, כגון TA7, יכולות לשמור על פלסטיות מסוימת ב--253 מעלות.
5. מודול אלסטי נמוך, מוליכות תרמית קטנה, ללא פרומגנטיות.
6. קשיות גבוהה.
7. הטבעה גרועה ותרמופלסטיות טובה.
טיפול בחום סגסוגות טיטניום יכולות להשיג הרכבי פאזה ומבנים מיקרו שונים על ידי התאמת תהליך הטיפול בחום. נהוג להאמין שלמבנה השווה-צירים העדין יש פלסטיות טובה, יציבות תרמית וחוזק עייפות, למבנה החוט יש חוזק עמידות גבוה, חוזק זחילה וקשיחות שבר, ולמבנה המעורב שווה-הצירים והחוטי יש תכונות מקיפות טובות.
שיטות טיפול בחום הנפוצות הן חישול, תמיסה וטיפול יישון. חישול נועד לסלק מתח פנימי, לשפר את הפלסטיות ואת יציבות המיקרו-מבנה כדי להשיג תכונות מקיפות יותר. בדרך כלל, טמפרטורת החישול של סגסוגת וסגסוגת (+) נבחרת ב-120~200 מעלות מתחת לנקודת המעבר של (+)-→ שלב; בדרך כלל, כיבוי סגסוגות (+) מתבצע ב-40~100 מעלות מתחת לנקודת המעבר של (+)-→, והכיבוי של סגסוגות תת-יציבות מתבצע ב-40~80 מעלות מעל (+)- ← נקודת מעבר פאזה. טמפרטורת ההזדקנות היא בדרך כלל 450 ~ 550 מעלות. בנוסף, על מנת לעמוד בדרישות המיוחדות של חומר העבודה, נעשה שימוש בתעשייה גם בתהליכי טיפול בחום מתכת כגון חישול כפול, חישול איזותרמי, טיפול בחום וטיפול בחום דפורמציה.