O titânio é estável no ar na temperatura ambiente e produz somente mudanças “coloridas” quando aquecido em altas temperaturas por um período de tempo. Isto é principalmente porque quando o metal do titânio é aquecido no ar, reagirá com o oxigênio para formar um filme de óxido denso. Este filme de óxido não pode somente proteger a superfície do metal do titânio, mas igualmente causar a mudança da cor do titânio.
A equação da reação para a oxidação do titânio é Ti+O2==TiO2, a condição da reação é aquecimento de alta temperatura. Quando a temperatura é baixa, o filme de óxido na superfície do titânio é quase transparente, que é difícil ser observado pelo olho nu, mas como a temperatura aumenta, o filme de óxido lentamente está engrossado e interfere com a luz, fazendo o para aparecer uma cor diferente ao olho humano. Assim a espessura do filme de óxido determina a cor da superfície do titânio.
De acordo com estudos relevantes, após o aquecimento no ar para meias horas, a superfície do titânio aquecida em 200℃ é branco de prata, 300℃ é - o amarelo, 400℃ é amarelo dourado, 500℃ é azul, 600℃ é roxo, 700℃ - 800℃ claro é cinzento-vermelha, 900℃ é cinzenta.