В четвертой группе периодической системы титан возглавляет подгруппу переходных элементов, куда кроме него входят цирконий и гафний. Титан по распространенности в земной коре занимает 9 место; его кларк равен 0,45% (в ультраосновных породах 0,03%, в основных 0,90%, в кислых 0,23%, в глинах и сланцах 0,45%). В земной коре титан почти всегда четырехвалентен и присутствует только в кислородных соединениях.
Относясь к «семейству железа», титан в то же время характеризуется отчетливыми литофильными свойствами. Он довольно широко проявляет тенденцию к рассеиванию в магнезиально-железистых силикатах, концентрируясь в габбро, горнблендитах и пироксенитах, а также в щелочных породах агпаитового ряда. В зоне гипергенеза минералы титана устойчивы и могут образовывать россыпи.
Титан в условиях выветривания и осаждения имеет геохимическое сродство к Al2O3. Он концентрируется в бокситах коры выветривания и в морских глинистых осадках. Перенос титана осуществляется в виде механических обломков минералов и коллоидов. До 30% TiO2 по массе накапливается в некоторых глинах, но технологические трудности его извлечения пока не позволяют эксплуатировать такие месторождения.
К настоящему времени известно до 70 титановых минералов. Еще большее число минералов содержат титан в качестве примеси. Промышленное же извлечение титана до сих пор производится только из ильменита FeTiO3 и рутила TiO2. Возможно, что в будущем промышленное значение приобретут перовскит CaTiO3, сфен CaTiSiO5, шорломит Ca3(Аl, Fe, Ti)2[(Si, Ti)O4]3 и другие титансодержащие минералы. В частности, до 30% TiO2 содержит лопарит. В ильменитах постоянно присутствуют примеси ванадия и скандия. Максимальные содержания скандия до (100 г/т) отмечаются в ильменитах из габброидов и ультрабазитов.