Titanová slitina je založena na titanu a dalších prvcích. Existují dva druhy homogenních krystalů titanu: α titan s těsně uzavřenou hexagonální strukturou pod 882 ℃ a β titan s kubickou strukturou ve středu těla nad 882 ℃.
Slitinové prvky lze rozdělit do tří typů podle jejich účinků na transformační teplotu
① Prvky, které stabilizují α fázi a zvyšují teplotu fázového přechodu, jsou α stabilní prvky, včetně hliníku, uhlíku, kyslíku a dusíku. Hliník je hlavním slitinovým prvkem slitiny titanu, který má zjevný účinek na zlepšení pevnosti při pokojové a vysoké teplotě, snížení měrné hmotnosti a zvýšení modulu pružnosti.
② Prvky, které stabilizují β fázi a snižují teplotu fázového přechodu, jsou β stabilní prvky, které lze rozdělit na izomorfní a eutektoidní formy. První zahrnuje molybden, niob a vanad; druhý zahrnuje chrom, mangan, měď, železo a křemík.
③ Prvky, které mají malý vliv na teplotu fázového přechodu, jsou neutrální prvky, jako je zirkon a cín.
Kyslík, dusík, uhlík a vodík jsou hlavními nečistotami slitiny titanu. Kyslík a dusík mají vyšší rozpustnost ve fázi α, což může významně posílit slitinu titanu, ale snížit plasticitu. Obecně je obsah kyslíku a dusíku v titanu nižší než 0,15 - 0,2%, respektive 0,04 - 0,05%. Rozpustnost vodíku ve fázi α je velmi malá, příliš mnoho vodíku rozpuštěného ve slitině titanu způsobí hydrid a zjemní slitinu. Obecně je obsah vodíku ve slitině titanu řízen pod 0,015%. Rozpouštění vodíku v titanu je reverzibilní a lze jej odstranit vakuovým žíháním.
