תחומי היישום של צינורות טיטניום רחבים מאוד, וכוללים בעיקר תחומים כימיים, נפט, הנדסה ימית, רפואה, תעופה וחלל ועוד. בתחומי הכימיקלים והנפט, צינורות טיטניום נמצאים בשימוש נרחב בצינורות הובלה של אמצעים קורוזיביים שונים בגלל עמידותם המצוינת בפני קורוזיה. בתחום ההנדסה הימית ניתן להשתמש בצינורות טיטניום לחיפושי נפט בים, התפלת מי ים, כבלים סיבים אופטיים תת ימיים ועוד. בתחום הרפואי ניתן להשתמש בצינורות טיטניום לייצור מכשירים רפואיים כגון מפרקים מלאכותיים והשתלות שיניים . בתחום התעופה והחלל, צינורות טיטניום נמצאים בשימוש נרחב בייצור מטוסים, רקטות וכלי תעופה אחרים בגלל החוזק הגבוה שלהם, הצפיפות הנמוכה וביצועיהם הטובים בטמפרטורה גבוהה.
בנוסף לתחומי היישום הנ"ל, ניתן להשתמש בצינורות טיטניום גם בתחומים אחרים, כגון חשמל, מתכות, בנייה ועוד. בתחום החשמל ניתן להשתמש בצינורות טיטניום לייצור מחליפי חום, מעבים וציוד אחר . בתחום המתכות, ניתן להשתמש בצינורות טיטניום לייצור צינורות וצינורות לתנורי התכה. בתחום הבנייה ניתן להשתמש בצינורות טיטניום לייצור חומרים דקורטיביים כמו בניית קירות מסך, גגות, דלתות וחלונות.