ใช้ในกระบวนการเคมีหลายประเภท โดยเฉพาะในงานสังเคราะห์วัสดุขั้นสูง เช่น การผลิตสารเคลือบผิวที่มีความทนทานสูง และการสร้างฟิล์มบางสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้วยคุณสมบัติเป็นสารตั้งต้นในกระบวนการ CVD (Chemical Vapor Deposition) จึงเหมาะสำหรับการเตรียมฟิล์มไทเทเนียมคาร์ไบด์หรือไทเทเนียมไนไตรด์ที่มีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาบางชนิด เช่น การพอลิเมอไรเซชันของสารประกอบอินทรีย์ และการสร้างโครงสร้างสารประกอบเชิงซ้อนที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบหลัก