티타늄을 금속에 합금 처리한 것을 말하며, 합금원소에 따라 티탄합금의 α↔β 변태온도는 변하게 된다. β안정화 원소(Fe, Cr, Mi, Mn, Cu, V, Me, W, Cb, Ta, Ag, Pd 등)를 많이 포함한 합금의 상온에서의 조직은 β단상으로 용접성이 좋다. (예: 13V-11Cr-3Al) β안정화 원소를 중간정도 포함한 합금(예: 6Al-4V, 51Al-2, Cr-1Fe, 4Al-4Mn)에서는 α+β조직이 되어 열처리성이 있으며, 고온도의 것이 얻어지지만 용접성이 나쁘다. α안정화 원소 (Al, Sn, B, O, N, C)를 포함한 합금(예: 5Al-2.5Sn, 8Al-1Mo-1V)은 α단상으로 용접성이 좋다. 티탄 합금은 밀도가 적고 고온 강도가 크며, 내크리프성도 우수하고, 또 저온취성도 잘 일어나지 않는다. 6Al-4V티탄 합금이 미국에서 우주 개발기기나 항공기기의 기계엔진, 병기, 잠수함 함체 등에 다량으로 사용되고 있다. 일본에서는 5Al-2Cr-1F 티탄합금이 V/STOL 제트엔진이나 고속차량에 소량 사용되고 있다.