应生成CsTiCl晶体，含有摩尔比为1:2的CsCl与TiCl。CsCl与Cl单元按ABAC的顺序堆积，四分之一的八面体空隙被Ti所占据。
齐格勒-纳塔催化剂.三氯化钛是用于烯烃聚合反应的齐格勒-纳塔催化剂组分之一，催化机理与配位数不足6的钛原子形成的空隙有关，根据制备方法不同，催化活性有很大差异。
其他反应.TiCl可以生成很多配合物，大多为八面体型，配位原子为O-或N-。三氯化钛与四氢呋喃回流时，会生成淡蓝色的晶体加合物TiCl(THF)：与二甲胺配