鈦具有密度低，為4.5克/立方厘米，是鋼的50%左右，強度高，比強度大，鈦及鈦合金的屈服強度為207-1379MPa，而自然骨為83-117MPa，故能夠滿足性能要求。無磁；導熱系數小，僅為鋼的1/5，鋁的1/3，銅的1/2；線膨脹系數小，為碳鋼的1/5，為不銹鋼的一半。
骨的低彈性模量約為16.5×103MPa，而鈦為102.7-113.3×103MPa。鈦的彈性模量低，對于人體接受植入件非常重要，同時減少了結合界面上的附加應力，延長了使用壽命。而且抗阻尼性低；耐熱性好，在500℃左右仍能保持良好的機械性能；耐腐蝕性能好。
在骨科固定植入物方面，中國天津一家醫療器械公司用鈦材制作的接骨板、骨螺釘等經多家醫院臨床試驗，無不良反應，效果良好。由北京有色金屬研究總院和寶鈦集團等單位聯合研制的Ti-6Al-7Nb和Ti-5Al-2.5Fe合金，經生物學臨床實驗研究表明，合金具有良好的生物相容性，并能和骨組織形成良好的結合，其作為骨科固定植入物，臨床使用可靠。國內多家骨科器械生產廠家和醫院合作，制成的髖關節、膝關節、肘關節、肩關節及指關節等均已用于臨床。用鈦做人造骨，細胞可在其上再生，骨骼可以生長，鈦與人體骨、上皮、締造組織都具有良好的親合性。為了改善與人骨連接的植入材表面質量，對粗化表面進行生物陶瓷層也是較為有效的方法。
目前，鈦及鈦合金已廣泛用于人工骨關節、人工骨、接頭腳板、斷骨固定器、骨髓內釘、人工心臟瓣膜、頭蓋骨等。據統計，中國每年對鈦合金人工關節的需求量超過5000套，臨床應用效果良好。
在國外，美國食品和藥物管理局（簡稱FDA）今年已經同意將iStent投入到醫用中。iStent作為目前醫藥界中最小的植入物，將可以用于白內障和青光眼的手術中。iSent由光學設備制造商Glaukos研發制造，它是一個小型的鈦管，長1毫米,高0.33毫米,重僅60毫克。開角型青光眼的一個癥狀是眼睛中的流體無法提供適當的水分，從而對內眼產生壓力，進而破壞視覺神經。iSENT則是能夠給流體開出一條可以讓水分通過的渠道。在理想狀態下，它將可以降低術中的眼壓，從而防止患者視力喪失的發生。
外科用移植材料規定使用的鈦材以純鈦和Ti-6Al-4VELI合金為主。最近，與人體親合性良好的移植材料Ti-6Al-7Nb及Ti-13Nb1-13Zr也取得了ASTM標準認可。
