Il titanio è stabile nell'aria alla temperatura ambiente e soltanto produce i cambiamenti «variopinti» una volta riscaldato alle temperature elevate per un periodo. Ciò è pricipalmente perché quando il metallo di titanio è riscaldato nell'aria, reagirà con ossigeno per formare un film di ossido denso. Questo film di ossido può non solo proteggere la superficie di metallo di titanio, ma anche causare il cambiamento di colore del titanio.
L'equazione della reazione per l'ossidazione di titanio è Ti+O2==TiO2, lo stato della reazione è riscaldamento ad alta temperatura. Quando la temperatura è bassa, il film di ossido sulla superficie di titanio è quasi trasparente, che è difficile da essere notato a occhio nudo, ma come gli aumenti di temperatura, il film di ossido lentamente è ispessito ed interferisce con la luce, facente la per comparire un colore differente all'occhio umano. Così lo spessore del film di ossido determina il colore della superficie di titanio.
Secondo gli studi pertinenti, dopo il riscaldamento in aria per mezz'ora, la superficie di di titanio riscaldata a 200℃ è bianco d'argento, 300℃ è giallo-chiaro, 400℃ è giallo dorato, 500℃ è blu, 600℃ è porpora, 700℃ - 800℃ è grigio-rosso, 900℃ è grigio.