Η καύση του τιτανίου με οξυγόνο παράγει διοξείδιο.
ti + o₂ → tio₂
Αυτή η αντίδραση είναι εξαιρετικά εξωθερμική, που σημαίνει ότι απελευθερώνει πολλή θερμότητα και φως. Στην πραγματικότητα, το τιτάνιο καίει έντονα με μια λευκή καυτή φλόγα όταν αναφλέγεται στον αέρα.
Το διοξείδιο του τιτανίου (Tio₂) είναι ένα λευκό, σκόνη στερεά που χρησιμοποιείται συνήθως σε χρωστικές, αντηλιακές και άλλες εφαρμογές.