钛是一个非常耐腐蚀的金属。然而钛的热力学数据表明，钛属于热力学极不稳定的金属。如果钛能够溶解生成Ti2+的话,其标准电极电位很负(-1.63V),其表面总是覆盖一层钝钛的氧化膜。这样就使钛的稳定电位稳定地偏向正值,例如钛在25℃的海水中稳定电位约为+0.09V。

钛的电极反应的电位数据表明,其表面十分活泼,通常覆盖着一层氧化膜，这层膜是在空气中自然生成的，正是这层稳定、附着性强、保护性强的氧化膜，决定了钛的优异的耐腐蚀性能。理论上讲,具有保护性的氧化膜的Pilling/Bedworth比值必须大于1。如果小于1则氧化膜不能完全覆盖金属表面，起不到保护作用。如果这个比值太大，则氧化膜内的压应力相应增大，容易引起氧化膜的破裂,也起不到保护作用。钛的P/B比值随着氧化膜的成分和结构不同，处于1～2.5之间。

钛的表面暴露在大气或者水溶液中，立即会生成新的氧化膜，例如在室温大气中氧化膜厚度约为1.2~1.6nm,并随时间的延长而增厚,70天之后自然增厚到5nm, 545天以后逐渐增加到8~9nm。人为强化氧化条件(例如加热、采用氧化剂或阳极氧化等)可以加速表面氧化膜的生长并得到较厚的氧化膜,从而提高钛的耐腐蚀性能。因此,阳极氧化及热氧化生成的氧化膜,都会明显提高钛的耐腐蚀性。

钛的氧化膜（包括热氧化膜或阳极氧化膜）通常不是单一的结构,其氧化物的成分和结构随生成条件而变化。一般情形下,在氧化膜与环境的界面可能是TiO2，然而在氧化膜与金属界面可能以TiO为主。中间可能存在不同价态的过渡层，甚至是非化学当量的氧化物，这就表示钛的氧化膜存在着多层结构。至于这层氧化膜生成的过程，也不能简单地理解为钛与氧直接反应的结果。