Titanove legure su legure na bazi titana dodanog s drugim elementima. Titan ima dva izomorfna kristala: zbijeni heksagonalni α titan ispod 882°C i kubični β titan s tijelom iznad 882°C.
Elementi legure mogu se podijeliti u tri kategorije prema njihovom utjecaju na temperaturu faznog prijelaza:
①Elementi koji stabiliziraju α fazu i povećavaju temperaturu faznog prijelaza su α stabilizirajući elementi, kao što su aluminij, ugljik, kisik i dušik. Među njima, aluminij je glavni legirani element legure titana, koji ima očite učinke na poboljšanje normalne temperature legure' i čvrstoće pri visokim temperaturama, smanjenje specifične težine i povećanje modula elastičnosti.
②Element koji stabilizira β fazu i smanjuje temperaturu faznog prijelaza je β-stabilizirajući element, koji se može podijeliti u dvije vrste: izomorfni i eutektoidni. Prvi uključuje molibden, niobij, vanadij itd.; potonji uključuje krom, mangan, bakar, željezo, silicij i tako dalje.
③ Elementi koji imaju mali utjecaj na temperaturu faznog prijelaza su neutralni elementi, kao što su cirkonij i kositar.
Kisik, dušik, ugljik i vodik glavne su nečistoće u titanovim legurama. Kisik i dušik imaju veću topljivost u α fazi, što značajno učvršćuje leguru titana, ali smanjuje plastičnost. Obično je propisano da je sadržaj kisika i dušika u titanu 0,15-0,2% odnosno 0,04-0,05% ili manje. Topljivost vodika u α fazi je vrlo mala, a previše vodika otopljenog u titanijevoj slitini će proizvesti hidride, što će slitinu učiniti krhkom. Općenito, sadržaj vodika u titanovim legurama kontrolira se ispod 0,015%. Otapanje vodika u titanu je reverzibilno i može se ukloniti vakuumskim žarenjem.