قد تختلف درجة الحرارة القصوى لسبائك التيتانيوم اعتمادًا على تركيبة السبائك المحددة وتطبيقها. بشكل عام، تتمتع سبائك التيتانيوم بقوة ممتازة في درجات الحرارة العالية ويمكنها تحمل درجات الحرارة من حوالي 600 درجة مئوية إلى 650 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت إلى 1202 درجة فهرنهايت) في الهواء ودرجات الحرارة المرتفعة في البيئات الخاملة أو المختزلة. ومع ذلك، فإن حدود درجة الحرارة الدقيقة لسبائك تيتانيوم معينة ستعتمد على عوامل مثل تكوين السبائك، والبنية المجهرية، ووجود عناصر أخرى. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة أعلى لدرجة الحرارة، قد تكون السبائك المتخصصة ذات درجة الحرارة العالية مثل السبائك الفائقة القائمة على النيكل أو المعادن المقاومة للحرارة أكثر ملاءمة.