Titanyumun elektrot reaksiyonunun elektrot potansiyel verileri, yüzeyinin çok aktif olduğunu ve genellikle havada doğal olarak oluşan oksit film ile kaplandığını gösterir. Bu nedenle, titanyumun mükemmel korozyon direnci, titanyum yüzeyinde her zaman stabil, güçlü bir yapışma ve koruyucu oksit filmi olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Aslında, bu doğal oksit filminin stabilitesi titanyumun korozyon direncini belirler. Teorik olarak, koruyucu oksit filminin P/B oranı 1'den büyük olmalıdır. 1'den azsa, oksit film metal yüzeyi tamamen kaplamaz, bu nedenle koruyucu bir rol oynayamaz. Oran çok büyükse, oksit filmindeki basınç stresi buna bağlı olarak artacaktır, bu da oksit filminin çatlamasına neden olur ve koruyucu bir rol oynamaz. Titanyumun P/B oranı, oksit filminin bileşimine ve yapısına göre 1 ila 2.5 arasında değişir. Bu temel noktadan, titanyumun oksit filmi daha iyi koruyucu performansa sahip olabilir.
Titanyum yüzeyi atmosfere veya su çözeltisine maruz kaldığında, otomatik olarak yeni bir oksit film üretecektir, örneğin, oksit filminin kalınlığı yaklaşık 1 2 ~ 1.6 nm'dir ve zamanla kalınlaşır, doğal olarak 5'e kadar kalınlaşır. 70 gün sonra NM ve 545 gün sonra yavaş yavaş 8 ~ 9 nm'ye yükselir. Yapay olarak gelişmiş oksidasyon koşulları (ısıtma, oksidan veya anodik oksidasyon kullanılarak) oksit filminin titanyum yüzeyi üzerindeki büyümesini hızlandırabilir ve nispeten kalın bir oksit filmi elde edebilir, böylece titanyumun korozyon direncini geliştirebilir. Bu nedenle, anodik oksidasyon ve termal oksidasyon ile oluşturulan oksit film, titanyumun korozyon direncini önemli ölçüde artıracaktır.
Titanyumun oksit filmi (termal oksit filmi veya anodik oksit film dahil) genellikle tek bir yapı değildir ve oksidinin bileşimi ve yapısı oluşum koşullarına göre değişir. Genel olarak, oksit filmi ve çevre arasındaki arayüz TIO2 olabilirken, oksit film ile metal arasındaki arayüze TiO2 hakim olabilir. Ortada, farklı değerlik durumlarına sahip, hatta kimyasal olmayan eşdeğer oksitlere sahip geçiş katmanları olabilir, bu da titanyum oksit filminin çok katmanlı bir yapıya sahip olduğu anlamına gelir. Bu oksit filminin oluşum sürecine gelince, sadece titanyum ve oksijen (veya havadaki oksijen) arasındaki doğrudan reaksiyon olarak anlaşılamaz. Birçok araştırmacı çeşitli mekanizmalar önermiştir. Eski Sovyetler Birliği işçileri hidritin önce üretildiğine inanıyorlardı ve daha sonra oksit filmi hidrit üzerinde oluşturuldu.