Легура титана је заснована на титанијуму и другим елементима. Постоје две врсте хомогених кристала титана: α титаниј са тесно упакованом хексагоналном структуром испод 882 ℃ и β титанијум са телом усредсређеном кубном структуром изнад 882 ℃.
Елементи легуре се могу поделити у три врсте према њиховом утицају на температуру трансформације
① Елементи који стабилизују α фазу и повећавају температуру фазног прелаза су α стабилни елементи, укључујући алуминијум, угљеник, кисеоник и азот. Алуминијум је главни елемент легуре у легури титана, који очигледно утиче на побољшање чврстоће на собној температури и високој температури, смањење специфичне тежине и повећање модула еластичности.
② Елементи који стабилизују β фазу и смањују температуру фазног прелаза су β стабилни елементи, који се могу поделити у изоморфне и евтектоидне облике. Први укључује молибден, ниобијум и ванадијум; последњи укључује хром, манган, бакар, гвожђе и силицијум.
Елементс Елементи који имају мало утицаја на температуру фазног прелаза су неутрални елементи, као што су цирконијум и калај.
Кисеоник, азот, угљеник и водоник су главне нечистоће у легури титанијума. Кисеоник и азот имају већу растворљивост у α фази, што може значајно ојачати легуру титана, али смањити пластичност. Генерално, садржај кисеоника и азота у титану је испод 0,15-0,2%, односно 0,04-0,05%. Растворљивост водоника у α фази је врло мала, превише водоника раствореног у легури титана ће произвести хидрид и учинити легуру крхком. Генерално се садржај водоника у легури титана контролише испод 0,015%. Растварање водоника у титану је реверзибилно и може се уклонити вакуумским жарењем.
