Titan er sannsynligvis differensiert inn i flere lag, med en steinete kjerne på  km, omgitt av flere lag sammensatt av ulike krystallformer av is. Det indre kan fremdeles være varmt og det kan være flytende lag av «magma» bestående av vann og ammoniakk mellom skorpen av is I og dypere islag bestående av høytrykksformer av is. Tilstedeværelsen av ammoniakk gjør det mulig for vann å forbli flytende selv ved temperaturer ned mot −97 °C (for eutektiske blandinger med vann). Beviser for slike hav er naturlige radiobølger med ekstremt lav frekvens (ELF) i atmosfæren. Overflaten antas å være en dårlig reflektor for ELF-bølger, så de kan i stedet reflekteres av grensen mellom væske og is i et underjordisk hav. observerte at overflateformasjonene endret seg opp til 30 km mellom oktober 2005 og mai 2007. Dette antyder at skorpen er frikoblet fra det indre, og det gir også beviser for et indre flytende lag.