تیتانیا دارای چندین ویژگی منحصر به فرد بوده که باعث شده در بسیاری از کاربردهای مختلف به صورت ایده آل در نظر گرفته شود.
از نقطه ذوب بسیار بالای 1843 درجه سانتیگراد و دمای جوش 2972 درجه سانتیگراد برخوردار است، بنابراین به صورت طبیعی در حالت جامد وجود دارد و حتی در شکل ذرات نامحلول در آب است. Tio2 همچنین عایق است.
برخلاف سایر مواد سفید که در نور کمی زرد به نظر میرسد، به دلیل روشی که Tio2نور ماورا بنفش را جذب میکند، این ظاهر زرد رنگ را نداشته و به حالت سفید خالص ظاهر میشود.
نکته مهم این است که تیتانیا همچنین دارای ضریب شکست بسیار بالا (توانایی پراکندگی نور) حتی بالاتر از الماس است. این پدیده آن را به یک ماده فوق العاده روشن و یک ماده ایده آل برای استفاده در زیبایی شناسی تبدیل کرده است.
یکی دیگر از ویژگی های مهم دی اکسید تیتانیوم فعالیت نور فوتوکالیستی تحت نور ماورابنفش را نشان می دهد. این امر باعث شده در پاکسازی محیط زیست، انواع مختلف پوشش های محافظ، گند زدایی و سطوح ضد مه و حتی در درمان سرطان موثر باشد.