Zliatiny titánu sú zliatiny na báze titánu pridaného s ďalšími prvkami. Titán má dva izomorfné kryštály: tesne zbalený šesťuholníkový titán α pri teplote nižšej ako 882 °C a kubický β titán s teplotou nad 882 °C centrovaný na telo.
Legujúce prvky možno rozdeliť do troch kategórií podľa ich vplyvu na teplotu fázového prechodu:
①Prvky, ktoré stabilizujú fázu α a zvyšujú teplotu fázového prechodu, sú prvky stabilizujúce α, ako je hliník, uhlík, kyslík a dusík. Medzi nimi je hliník hlavným zliatinovým prvkom titánovej zliatiny, čo má zjavné účinky na zlepšenie normálnej teploty a pevnosti pri vysokej teplote zliatiny', zníženie špecifickej hmotnosti a zvýšenie modulu pružnosti.
②Prvkom, ktorý stabilizuje β fázu a znižuje teplotu fázového prechodu, je β-stabilizujúci prvok, ktorý možno rozdeliť na dva typy: izomorfný a eutektoidný. Prvý zahŕňa molybdén, niób, vanád atď.; posledný obsahuje chróm, mangán, meď, železo, kremík atď.
③ Prvky, ktoré majú malý vplyv na teplotu fázového prechodu, sú neutrálne prvky, ako je zirkónium a cín.
Kyslík, dusík, uhlík a vodík sú hlavné nečistoty v zliatinách titánu. Kyslík a dusík majú väčšiu rozpustnosť vo fáze α, čo má výrazný spevňujúci účinok na zliatinu titánu, ale znižuje plasticitu. Zvyčajne sa stanovuje, že obsah kyslíka a dusíka v titáne je 0,15 až 0,2 % a 0,04 až 0,05 % alebo menej. Rozpustnosť vodíka vo fáze α je veľmi malá a príliš veľa vodíka rozpusteného v titánovej zliatine bude produkovať hydridy, čo spôsobí, že zliatina bude krehká. Vo všeobecnosti je obsah vodíka v titánových zliatinách kontrolovaný pod 0,015 %. Rozpúšťanie vodíka v titáne je reverzibilné a možno ho odstrániť vákuovým žíhaním.