制造过程的中间体。作为一种路易斯酸，四氯化钛在有机化学反应中有广泛应用，例如向山羟醛反应。钛另有一种氧化数较低的氯化物，三氯化钛（氯化钛（III），TiCl），用作还原剂。
有机金属化合物.二氯化二茂钛是一种重要的碳－碳键形成催化剂。异丙醇钛用于夏普莱斯不对称环氧化反应。其他化合物还包括溴化钛（用于冶金术、超合金及高温用电线线路及涂层）和碳化钛（用于高温切割工具及涂层）。
抗癌治疗.在含铂药物化疗成功之后，钛（IV）化合物是首批用于癌症治疗的非铂化合物。钛