チタン合金は純チタンの“軽く，強く，さびない”などの特性をいっそう向上させたものである．耐食性に優れ，非磁性体であり，熱伝導率は18-8ステンレス鋼と同等で，線膨張係数およびヤング率はその約２分の１である．純チタンの耐力は引張強さの約75％であるが，合金では90％以上となる．この合金は低温脆性はないが，化学的には活性で，焼付きを起こしやすく耐摩耗性に劣る．特性から高力チタン合金，耐熱チタン合金，耐食チタン合金などに分類される．また結晶構造によりちょう密六方格子であるα型合金，体心立方格子のβ型合金およびα＋β型合金に分類される．α型合金は，変態温度以下では金属学的に安定で，高温特性に優れ，溶接性も良い．β型合金は，塑性加工性が良く，溶体化処理して時効硬化できる．α＋β型合金は，金属組織の選択，調整ができ，熱処理も可能で，靭性が高く，塑性加工性も良いので最も多く使用されている．なかでも，Ti-6Al-4V合金はチタン合金中最も多用されている代表的なα＋β型合金である．機械的性質に最も優れ，超塑性を利用した鍛造法，TIG溶接，固体拡散接合，電子ビーム溶接などの接合法および精密鋳造法が適用されている．用途は航空宇宙関係のジェットエンジン部品，降着装置の脚柱，主翼，胴体の構造，および化学機械，熱交換器，眼鏡，時計，ゴルフ用具などに用いられている．