鈦作為一種多晶型的化合物，在自然界主要有金紅石型鈦、銳鈦型鈦和板鈦型鈦這三類，三類鈦的原子排列都是一個Ti原子在中央、與6個氧原子配位、O原子構成八面體的棱邊，不過在晶體的單位晶格里，金紅石型有2個化學單位的Tio2，銳鈦型則有4個，而板鈦型為8個，這也就決定了三類不同晶型的鈦必然有著不同的物理及化學性能。

首先，板鈦型鈦在自然界中為非常稀有的斜方晶體，是一種不穩定的晶型，在650℃左右的時候，即自行轉化為金紅石型鈦，因此并不具有工業利用價值。

其次，金紅石型鈦和銳鈦型鈦為同一晶型，均屬于四方晶系，但是具有不同的晶格，因此各自X射線也不同，銳鈦型鈦的衍射角位于25.5°，而金紅石型鈦的則位于27.5°。另外，金紅石型鈦晶體較細長、呈棱形，通常為欒晶，而銳鈦型鈦則多為近似規則的八面體。

銳鈦型的單晶由4個二氧化碳分子組成，晶格比較大，結合較疏松，晶體排列具有方向性，在多晶的結合體上統一形成類似云母的片狀結構，因此在晶格穩定性上較差，相對比度小，晶體硬度小。金紅石型鈦的單晶是由2個Tio2分子構成，晶格比較小，結合緊密，且晶格排列沒有方向性，而是呈發散性空間排列，多晶的結合體為較為致密的空間網狀結構，因此在晶格的穩定性上密度較大，硬度也較大。