ข้อมูลที่เป็นไปได้ของอิเล็กโทรดของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดของไทเทเนียมแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของมันมีการใช้งานมากและมักจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในอากาศ ดังนั้นความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมของไทเทเนียมเกิดจากความจริงที่ว่ามีการยึดเกาะที่มั่นคงและแข็งแกร่งและฟิล์มออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวไทเทเนียม ในความเป็นจริงความเสถียรของฟิล์มออกไซด์ธรรมชาตินี้กำหนดความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม ในทางทฤษฎีอัตราส่วน P/B ของฟิล์มป้องกันออกไซด์จะต้องมากกว่า 1 ถ้ามันน้อยกว่า 1 ฟิล์มออกไซด์ไม่สามารถครอบคลุมพื้นผิวโลหะได้อย่างสมบูรณ์ดังนั้นจึงไม่สามารถมีบทบาทในการป้องกันได้ หากอัตราส่วนมีขนาดใหญ่เกินไปความเครียดแรงอัดในฟิล์มออกไซด์จะเพิ่มขึ้นตามลำดับซึ่งเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้ฟิล์มออกไซด์แตกและจะไม่มีบทบาทในการป้องกัน อัตราส่วน P/B ของไทเทเนียมแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 2.5 ตามองค์ประกอบและโครงสร้างของฟิล์มออกไซด์ จากจุดพื้นฐานนี้ฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียมสามารถมีประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีขึ้น
เมื่อพื้นผิวของไทเทเนียมสัมผัสกับบรรยากาศหรือสารละลายน้ำมันจะสร้างฟิล์มออกไซด์ใหม่โดยอัตโนมัติทันทีตัวอย่างเช่นความหนาของฟิล์มออกไซด์ประมาณ 1 2 ~ 1.6 นาโนเมตรและหนาขึ้นตามเวลา NM หลังจาก 70 วันและค่อยๆเพิ่มขึ้นเป็น 8 ~ 9 nm หลังจาก 545 วัน เงื่อนไขการเกิดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง (เช่นความร้อนการใช้ออกซิแดนท์หรือออกซิเดชันแบบอโนดิค) สามารถเร่งการเจริญเติบโตของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวไทเทเนียมและได้รับฟิล์มออกไซด์ที่ค่อนข้างหนาซึ่งจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียม ดังนั้นฟิล์มออกไซด์ที่เกิดจากการเกิดออกซิเดชันของขั้วบวกและการเกิดออกซิเดชันความร้อนจะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมอย่างมีนัยสำคัญ
ฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียม (รวมถึงฟิล์มออกไซด์ความร้อนหรือฟิล์มอโนไดิกออกไซด์) มักจะไม่เป็นโครงสร้างเดียวและองค์ประกอบและโครงสร้างของออกไซด์นั้นแตกต่างกันไปตามเงื่อนไขการก่อตัว โดยทั่วไปอินเทอร์เฟซระหว่างฟิล์มออกไซด์และสภาพแวดล้อมอาจเป็น TiO2 ในขณะที่อินเทอร์เฟซระหว่างฟิล์มออกไซด์และโลหะอาจถูกครอบงำโดย TiO2 ตรงกลางอาจมีเลเยอร์การเปลี่ยนแปลงที่มีสถานะวาเลนซ์ที่แตกต่างกันแม้กระทั่งออกไซด์ที่ไม่เทียบเท่าทางเคมีซึ่งหมายความว่าฟิล์มออกไซด์ของไทเทเนียมมีโครงสร้างหลายชั้น สำหรับกระบวนการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์นี้มันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างไทเทเนียมและออกซิเจน (หรือออกซิเจนในอากาศ) นักวิจัยหลายคนเสนอกลไกต่าง ๆ อดีตคนงานสหภาพโซเวียตเชื่อว่าไฮไดรด์ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกและจากนั้นฟิล์มออกไซด์ก็ถูกสร้างขึ้นบนไฮไดรด์