Il titanio ha un punto di fusione di 1,941 Kelvin, o 3,287 gradi Celsius, che lo rende uno degli elementi più resistenti al calore sulla tavola periodica. Il titanio è il metallo refrattario più leggero, che è un gruppo distinto dalla sua resistenza al calore.
L'alto punto di fusione del titanio e il suo punto di ebollizione ancora più elevato, pari a 3.560 Kelvin, lo rendono altamente auspicabile come componente di un'attrezzatura che deve rimanere forte se esposta a temperature elevate. Grazie al suo peso ridotto e all'elevata resistenza, il titanio è anche auspicabile per le applicazioni aerospaziali. Il titanio è generalmente più abbondante di altri metalli refrattari, rendendolo ideale per applicazioni industriali in cui il prezzo è un problema.
