Legura titana temelji se na titanu i drugim elementima. Postoje dvije vrste homogenih kristala titana: α titanij s tijesno upakiranom heksagonalnom strukturom ispod 882 ℃ i β titanij s kubnom strukturom usredotočenom na tijelo iznad 882 ℃.
Elementi legure mogu se podijeliti u tri vrste prema utjecaju na temperaturu pretvorbe
① Elementi koji stabiliziraju α fazu i povećavaju temperaturu faznog prijelaza su α stabilni elementi, uključujući aluminij, ugljik, kisik i dušik. Aluminij je glavni element legure u leguri titana, koji očito utječe na poboljšanje čvrstoće na sobnoj temperaturi i visokoj temperaturi, smanjenje specifične težine i povećanje modula elastičnosti.
② Elementi koji stabiliziraju β fazu i smanjuju temperaturu faznog prijelaza su β stabilni elementi, koji se mogu podijeliti u izomorfne i eutektoidne oblike. Prvi uključuje molibden, niobij i vanadij; potonji uključuje krom, mangan, bakar, željezo i silicij.
Elements Elementi koji imaju malo utjecaja na temperaturu faznog prijelaza su neutralni elementi, poput cirkonija i kositra.
Kisik, dušik, ugljik i vodik glavne su nečistoće u leguri titana. Kisik i dušik imaju veću topljivost u α fazi, što može značajno ojačati leguru titana, ali smanjiti plastičnost. Općenito, sadržaj kisika i dušika u titanu je ispod 0,15-0,2%, odnosno 0,04-0,05%. Topljivost vodika u α fazi vrlo je mala, previše vodika otopljenog u leguri titana proizvest će hidrid i učiniti leguru krhkom. Općenito, sadržaj vodika u leguri titana kontrolira se ispod 0,015%. Otapanje vodika u titanu je reverzibilno i može se ukloniti vakuumskim žarenjem.
