Quando o titânio é misturado ao oxigênio, ele sofre um processo denominado oxidação, formando vários óxidos de titânio. O óxido de titânio mais comum é o dióxido de titânio (TiO2), que é um composto branco e insolúvel. Outros óxidos de titânio incluem monóxido de titânio (TiO), trióxido de titânio (Ti2O3) e sesquióxido de titânio (Ti3O5).

A formação de óxidos de titânio depende da temperatura, concentração de oxigênio e outros fatores. À temperatura ambiente, o titânio reage lentamente com o oxigênio para formar uma fina camada de óxido em sua superfície. Esta camada de óxido protege o metal de futuras oxidações. No entanto, a temperaturas mais elevadas, o titânio reage mais rapidamente com o oxigénio, formando camadas de óxido mais espessas ou mesmo óxidos de titânio a granel.

Os óxidos de titânio são materiais importantes com diversas aplicações. O dióxido de titânio, em particular, é amplamente utilizado como pigmento branco em tintas, plásticos, papel e outros produtos. Também é usado como ingrediente de filtro solar, catalisador em reações químicas e componente em cerâmica. Outros óxidos de titânio têm aplicações nas indústrias aeroespacial, automotiva e biomédica.

No geral, a reação entre o titânio e o oxigênio leva à formação de óxidos de titânio, que têm aplicações práticas significativas devido às suas propriedades únicas.