ไททาเนียมไดออกไซด์สามารถใช้ในการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์ ฟองน้ำไททาเนียม โลหะผสมไททาเนียม รูไทล์สังเคราะห์ ไททาเนียมเตตระคลอไรด์ ไททาเนียมซัลเฟต โพแทสเซียมเฮกซะฟลูออโรไททาเนต และอะลูมิเนียมคลอไรด์หรือไททาเนียมคลอไรด์ ไททาเนียมไดออกไซด์สามารถใช้ในการผลิตสีขาวคุณภาพสูง ยางสีขาว เส้นใยสังเคราะห์ สี อิเล็กโทรดเชื่อม และตัวลดแสงของเรยอน รวมถึงสารตัวเติมในพลาสติกและกระดาษขั้นสูง นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์โทรคมนาคม โลหะวิทยา การพิมพ์ การย้อมสี เคลือบฟัน และแผนกอื่นๆ รูไทล์ยังเป็นวัตถุดิบแร่หลักสำหรับการสกัดไททาเนียม ไททาเนียมและโลหะผสมมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมาย เช่น ความแข็งแรงสูง ความหนาแน่นต่ำ คุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่ออุณหภูมิต่ำ และไม่มีพิษ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น การดูดซับก๊าซและการนำไฟฟ้ายิ่งยวด จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น การบิน สารเคมี อุตสาหกรรมเบา การเดินเรือ การแพทย์ การป้องกันประเทศ และการพัฒนาทรัพยากรทางทะเล เป็นต้น จากรายงานพบว่ามากกว่า 90% ของแร่ไททาเนียมทั่วโลกถูกนำไปใช้ผลิตเม็ดสีขาวไททาเนียมไดออกไซด์ และผลิตภัณฑ์ชนิดนี้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมสี ยาง พลาสติก กระดาษ และอุตสาหกรรมอื่นๆ มากขึ้นเรื่อยๆ
สามารถใช้สำหรับการเชื่อม การกลั่นไททาเนียม และการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์
สามารถใช้เป็นสารเคมีในการวิเคราะห์ ตลอดจนใช้ในการเตรียมเกลือไททาเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง และนำไปใช้ในอุตสาหกรรมยาได้
สามารถใช้เป็นตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวกลางเร่งปฏิกิริยาแสง และตัวกลางป้องกันรังสี UV ได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายในวัสดุหลายประเภท เช่น สารเคลือบ พลาสติก กระจกรถยนต์ที่ทำความสะอาดตัวเองได้ กระจกรถยนต์ กระจกติดผนัง หลอดไฟกระจกหน้าจอ วัสดุฟอกอากาศ ยา เครื่องสำอาง การบำบัดน้ำ การฟอกหนัง หมึก และอื่นๆ อีกมากมาย