他の金属材料と比較して、チタン合金には次のような利点があります。
1. 比強度（引張強度/密度）が高く（図参照）、引張強度は100〜140kgf/mm2に達し、密度は鋼のわずか60％です。
2. 中温強度が良好で、使用温度はアルミニウム合金より数百度高く、中温でも必要な強度を維持でき、450〜500度の温度で長時間作動できます。
3. 耐食性が良好で、大気中ではチタン表面に均一で緻密な酸化膜が直ちに形成され、さまざまな媒体の侵食に耐える能力があります。一般に、チタンは酸化性媒体と中性媒体で優れた耐食性を示し、海水、湿った塩素、塩化物溶液ではさらに優れた耐食性を示します。ただし、塩酸などの還元性媒体では、チタンの耐食性は劣ります。
4. TA7 などの低温性能が良好で侵入型元素が非常に少ないチタン合金は、-253 度で一定の可塑性を維持できます。
5. 弾性率が低く、熱伝導率が小さく、強磁性がありません。
6. 硬度が高い。
7. スタンピング性は悪いが熱可塑性は良い。
熱処理チタン合金は、熱処理プロセスを調整することで、異なる相組成と微細構造を得ることができます。一般に、微細等軸組織は塑性、熱安定性、疲労強度に優れ、針状組織は耐久強度、クリープ強度、破壊靭性が高く、等軸と針状の混合組織は総合的な特性が優れていると考えられています。
一般的に使用される熱処理方法は、焼鈍、溶体化および時効処理である。焼鈍は、内部応力を除去し、可塑性と微細構造の安定性を向上させて、より優れた総合特性を得るためのものである。一般に、合金および（＋）合金の焼鈍温度は、（＋）−→相転移点より120〜200度低い温度に選択される。一般に、（＋）合金の急冷は、（＋）−→相転移点より40〜100度低い温度で行われ、亜安定合金の急冷は、（＋）−→相転移点より40〜80度高い温度で行われる。時効温度は一般に450〜550度である。さらに、ワークピースの特殊な要件を満たすために、二重焼鈍、等温焼鈍、熱処理、変形熱処理などの金属熱処理プロセスも業界で使用されている。