Efnaformúla títantvíoxíðs er TiO₂, sem er aðallega samsett úr títan og súrefni. Í sameindabyggingu þess eru títan frumeindir og súrefnisatóm tengd samgildum til að mynda stöðuga áttundarbyggingu. 1. Það eru þrjár helstu kristalbyggingar títantvíoxíðs: anatasi, rutile og brookite, þar af eru anatasi og rutile tvær algengustu formin.
Kristall uppbygging
Anatasi: Það hefur fjórhyrndar kristalbyggingu, hátt virkt yfirborð og sterka ljóshvatavirkni. Það er oft notað í ljóshvata og húðun í ákveðnum sérstökum tilgangi. Það hefur mikla hvítleika og sterka ljósdreifingargetu, en ending þess er ekki eins góð og rútíl, ljósþol þess er léleg og það er augljóslega gult þegar hitastigið er hærra en 400 gráður.
Rutile: Það hefur sexhyrnd kristalbyggingu og er stöðugasta kristalform títantvíoxíðs. Það hefur mikla sólþol, veðurþol og efnafræðilegan stöðugleika, hátt bræðslumark, hærri þéttleika, hörku og rafstuðul en anatasi og hærri brotstuðul, sem getur veitt betri felustyrk og gljáa, og er hentugur til notkunar utandyra og vörur undir sérstökum loftslagsskilyrði.
Brookite tegund: Það er tiltölulega sjaldgæft og er venjulega til í formi steinefna í náttúrunni.