Paduan titanium adalah paduan yang mengandung campuran titanium dan unsur kimia lainnya . Paduan tersebut memiliki kekuatan tarik dan ketangguhan yang sangat tinggi (bahkan pada suhu ekstrim). Mereka ringan, memiliki ketahanan korosi yang luar biasa dan kemampuan untuk menahan suhu ekstrim. Namun, tingginya biaya bahan baku dan pemrosesan membatasi penggunaannya untuk aplikasi militer, pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, sepeda, peralatan medis, perhiasan, komponen yang sangat tertekan seperti batang penghubung pada mobil sport mahal dan beberapa peralatan olahraga premium dan konsumen elektronik.
Meskipun titanium "murni secara komersial" memiliki sifat mekanik yang dapat diterima dan telah digunakan untuk implan ortopedi dan gigi, untuk sebagian besar aplikasi titanium dicampur dengan sejumlah kecil aluminium dan vanadium, biasanya masing-masing 6% dan 4%, menurut beratnya. Campuran ini memiliki kelarutan padat yang bervariasi secara dramatis dengan suhu, memungkinkan untuk mengalami penguatan presipitasi. Proses perlakuan panas dilakukan setelah paduan telah bekerja ke bentuk akhir tetapi sebelum dimasukkan ke penggunaan, memungkinkan fabrikasi jauh lebih mudah dari produk kekuatan tinggi.
Paduan titanium umumnya diklasifikasikan ke dalam empat kategori utama:[1][2]