氧在β钛中的最大固溶度约为1.8%（6.0%原子），出现在1740℃。氧在a钛中最大固溶度可达6.8%（18%原子），在900～1740℃范围内。在900℃以下，当合金中氧含量超过2.8%（8%原子）时，则将依次出现Ti6O、Ti3O、TiO等化合物。钛与氧的交互作用是可逆的。
氮在β钛中的最大固溶度为1.9%，出现在2020℃+-25℃。氮在a钛中最大固溶度约为6.85%，出现在1000～2350℃。有两种化合物：ε相和δ相。ε相为Ti4N或Ti3N为基的化合物相，具有复杂的四方晶格，a=4.92埃，c=5.61埃，c/a=1.05。δ相是以TiN为基的化合物。钛与氮的交互作用是不可逆的。
碳在β钛中最大固溶度为0.8%，出现在1750+-20℃。碳在a钛中的最大固溶度为0.48%,出现在920+-3℃。碳在β钛或a钛中的固溶度均随温度下降而降低。钛-碳系中仅有一种化合物相，δ相，这是以TiC为基的化合物。
硼在β钛中的最大固溶度约为0.1%，出现在1670+-25℃。硼在a钛中的最大固溶度约为0.05%，出现在886+-4℃。硼与钛作用可以生成Ti2B、TiB、TiB2和Ti2B5等化合物，主要的化合物是TiB。 