钛及钛合金在低温和超低温下仍能保持其原有的力学性能。随着温度的降低，钛和钛合金的强度不断增加，而延性逐渐变差。许多退火的钛合金在195.5度温度下还具有足够的延性和断裂韧性。含间隙元素特低的可在252度温度下使用。它的缺口抗拉强度与非缺口抗拉强度之比，在-25.7度温度下为0.95-1.15。钛合金在髙温下还能保持一定的性能。一般工业钛合金在540度温度下能保持其性能，但仅能供短时间应用，长时间够的温度范围为450-481度。目前已研制出供600温度下使用的钛合金。钛合金作为导弹材料可在540度温度下长期使用，还可在760度温度下短时间使用。
1.纯钛的抗拉强度为265-353MPa,—般钛合金为686-1176MPa，目前最高可达1764MPa。钛合金与许多钛的强度相当，但钛的比强度远不如钛合金。
2.钛和钛合金的压缩强度不低于其抗拉强度。工业纯钛的压缩屈服强度和拉伸屈服强度大致相等，而Ti-6A1-4V和Ti-5Al-2.5Sn压缩强度比拉伸强度稍高。
3.剪切强度一般为抗拉强度的60%-70%。钛和钛合金薄板的承压屈服强度大约是抗拉强度的1.2-2.0倍。
4.在正常大气气氛下，经加工和退火的钛和钛合金的持久极限为0.5-0.65抗拉强度。在缺口状态OCt=3.9)进行1000万次疲劳试验时，退火Ti-6A1-4V的持久极限为0.2倍抗拉强度。
5.最高纯度级的加工工业纯钛的硬度通常小于120HB(布氏硬度），其他工业纯的加工钛的硬度为200-295HB。纯钛铸件的硬度为200-220HB。钛合金在退火状态下的硬度值为32-38HRC(洛氏），相当于298-349HB。铸态的Ti-5Al-2.5Sn和Ti-6A1-4V的硬度为320HB,低间隙杂质Ti-6A1-4V铸件的硬度为310HB。
6.工业纯钛的拉伸弹性模量为105-109GPa大多数钛合金在退火状态下的拉伸弹性模量110-120GPa。时效硬化的钛合金比在退火状态下具有稍高的拉伸弹性模量，抗压弹性模量等于或者大于拉伸弹性模量。钛合金的比弹性模童与铝合金的相等，仅次于铍、钼和某些高温合金。
7.工业纯钛的扭转或剪切模量为46GPa，钛合金的剪切模量为43-51GPa。为提高钛合金的强度，增加间隙物含童都会给合金的抗冲击性能和断裂韧性带来有害影响。根据钛合金的种类和状态的不同，变性工业纯钛的夏氏缺口冲击强度值为15-54j/m3，铸造状态时约为4-10j/m3。钛合金在退火状态下的冲击强度为13-25.8J/m3，时效状态的稍低。
8.许多钛合金具有很高的断裂韧性，或者说，钛合金抗裂纹扩展的能力很好。退火状态的Ti-6A1-4V就是一种韧性极好的材料，当缺口集中系数K=25.4mm时，缺口拉伸强度与非缺口拉伸强度之比大于1。
