العدد الذري للتيتانيوم هو 22، وعدد الإلكترونات خارج النواة هو 22، وتكوينه الإلكتروني هو 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²([Ar]3d²4s²). هناك نوعان من الألوتروبات لعنصر التيتانيوم: -Ti و -Ti. -Ti هو نظام بلوري سداسي، ووضع تعبئة الذرة هو تعبئة كثيفة سداسية، ومعدل استخدام الفضاء الذري هو 74٪. -Ti هو الشبكة المكعبة، ووضع تعبئة الذرة هو تعبئة كثيفة مكعبية مركزية الجسم، ومعدل استخدام الفضاء الذري هو 68٪. بالإضافة إلى ذلك، عندما يظهر عدد صغير من العيوب في بلورة التيتانيوم، ستتأثر خصائص البلورة، مثل القوة الميكانيكية والتوصيل الكهربائي وما إلى ذلك.