ใช้หลักในการผลิตโลหะไทเทเนียมและเม็ดสีไทเทเนียมไดออกไซด์ เป็นตัวกลางสำคัญในกระบวนการครอลล์ ซึ่งถูกย่อด้วยแมกนีเซียมหรือโซเดียมเพื่อผลิตไทเทเนียมโลหะ ในอุตสาหกรรมเม็ดสี ถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างไทเทเนียมไดออกไซด์ความบริสุทธิ์สูง ใช้กว้างขวางในสีทา เคลือบ พลาสติก และกระดาษสำหรับสีขาวสว่างและความทึบแสง

ยังใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ โดยเฉพาะในปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟต์และกระบวนการคลอรีนเนชัน ความเป็นกรดลิวีสที่แรงทำให้มีประโยชน์ในการเริ่มต้นปฏิกิริยาการพอลิเมอร์ไรเซชัน เช่น ในกระบวนการไซลเลอร์-นัตต้าสำหรับการผลิตพอลิเอทิลีนและพอลิโพรพิลีน และในการผลิตควันบังตาเนื่องจากการไฮโดรไลซิสอย่างรวดเร็วในอากาศ ผลิตควันขาวหนาแน่น—ใช้ในแอปพลิเคชันทหารและเอฟเฟกต์พิเศษ

ในการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์วัสดุ ใช้ในเทคนิคการสะสมไอเคมี (CVD) เพื่อสร้างฟิล์มบางของไนไตรด์ไทเทเนียมหรือคาร์ไบด์ไทเทเนียมสำหรับเคลือบที่ทนการสึกหรอ นอกจากนี้ยังใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยเพื่อเตรียมสารประกอบของไทเทเนียมที่ใช้ในวัสดุขั้นสูง เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาหรือวัสดุเคลือบผิวที่มีความทนทานสูง