Può essere utilizzato per la produzione di biossido di titanio, spugna di titanio, leghe di titanio, rutilo sintetico, tetracloruro di titanio, solfato di titanile, esafluorotitanato di potassio e cloruro di alluminio o cloruro di titanio. Il biossido di titanio può essere utilizzato per la produzione di vernice bianca di alta qualità, gomma bianca, fibre sintetiche, vernici, elettrodi per saldatura e l'agente fotoriducente del rayon, nonché come riempitivo per materie plastiche e carta avanzata. Può anche essere applicato ad apparecchiature per telecomunicazioni, metallurgia, stampa, tintura, smalto e altri settori. Il rutilo è anche la principale materia prima minerale per l'estrazione del titanio. Il titanio e le sue leghe presentano numerose proprietà eccellenti, tra cui elevata resistenza, bassa densità, eccellenti proprietà anticorrosione, resistenza alle alte e basse temperature e atossicità; presentano inoltre caratteristiche speciali come l'assorbimento di gas e la superconduttività, e pertanto sono ampiamente utilizzati in vari settori, tra cui aviazione, chimica, industria leggera, navigazione, medicina, difesa e sviluppo delle risorse marine e così via. Secondo alcuni rapporti, più del 90% del minerale di titanio esistente al mondo è stato utilizzato per la produzione del pigmento bianco di biossido di titanio, e questo prodotto trova sempre più ampia applicazione nei settori delle vernici, della gomma, della plastica, della carta e in altri ancora.
Può essere utilizzato per la saldatura, la raffinazione del titanio e la produzione di biossido di titanio.
Può essere utilizzato come reagente per l'analisi, nonché per la preparazione di sali di titanio ad elevata purezza e per trovare applicazione nell'industria farmaceutica.
Può essere utilizzato come supporto per catalizzatori, supporti fotocatalitici e come mezzo di protezione dai raggi UV. Trova inoltre ampia applicazione in vari settori, come rivestimenti, materie plastiche, vetri autopulenti per auto, specchietti retrovisori per auto, vetri per pareti divisorie, vetri per schermi, materiali per la purificazione dell'aria, medicinali, cosmetici, trattamento delle acque, abbronzatura e inchiostro, e così via.