晶体学表明其结构中存在无序性。右栏下图展示了它的TiCl八面体单元。以上变体中的TiCl单元间共顶点，Ti-Ti距离为3.60Å，比β-变体中要长得多。
电子结构.三氯化钛中，每个钛原子有1个"d"电子，因此大多数变体都是顺磁性的。与其不同，同族铪和锆的三卤化物中金属-金属作用很强，呈现反磁性。三氯化钛的溶液的紫色可归咎于对其"d"电子的激发。但由于跃迁禁阻，因此颜色并不强烈。
反应.
与卤化物反应.三氯化钛可与氯化铯和六氯苯