Dữ liệu tiềm năng điện cực của phản ứng điện cực của titan cho thấy bề mặt của nó rất hoạt động và thường được bao phủ bởi màng oxit được hình thành tự nhiên trong không khí. Do đó, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của titan bắt nguồn từ thực tế là luôn có một màng oxit bảo vệ ổn định, mạnh mẽ và oxit bảo vệ trên bề mặt titan. Trên thực tế, sự ổn định của màng oxit tự nhiên này xác định khả năng chống ăn mòn của titan. Về mặt lý thuyết, tỷ lệ P/B của màng oxit bảo vệ phải lớn hơn 1. Nếu nó nhỏ hơn 1, màng oxit không thể bao phủ hoàn toàn bề mặt kim loại, do đó nó không thể đóng vai trò bảo vệ. Nếu tỷ lệ quá lớn, ứng suất nén trong màng oxit sẽ tăng tương ứng, điều này dễ dàng khiến màng oxit bị nứt và sẽ không đóng vai trò bảo vệ. Tỷ lệ P/B của titan thay đổi từ 1 đến 2,5 theo thành phần và cấu trúc của màng oxit. Từ điểm cơ bản này, màng oxit của titan có thể có hiệu suất bảo vệ tốt hơn.
Khi bề mặt của titan tiếp xúc với khí quyển hoặc dung dịch nước, nó sẽ tự động tạo ra một màng oxit mới ngay lập tức, ví dụ, độ dày của màng oxit là khoảng 1 2 ~ 1.6nm và dày theo thời gian, tự nhiên làm dày đến 5 NM sau 70 ngày và tăng dần lên 8 ~ 9nm sau 545 ngày. Các điều kiện oxy hóa tăng cường nhân tạo (như sưởi ấm, sử dụng oxy hóa hoặc oxy hóa anốt) có thể làm tăng tốc độ tăng trưởng của màng oxit trên bề mặt titan và thu được màng oxit tương đối dày, do đó cải thiện khả năng chống ăn mòn của titan. Do đó, màng oxit được hình thành bởi quá trình oxy hóa anốt và quá trình oxy hóa nhiệt sẽ cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của titan.
Phim oxit của titan (bao gồm màng oxit nhiệt hoặc màng oxit anốt) thường không phải là một cấu trúc duy nhất, và thành phần và cấu trúc của oxit của nó khác nhau với các điều kiện hình thành. Nói chung, giao diện giữa màng oxit và môi trường có thể là TiO2, trong khi giao diện giữa màng oxit và kim loại có thể bị chi phối bởi TiO2. Ở giữa, có thể có các lớp chuyển tiếp với các trạng thái hóa trị khác nhau, thậm chí các oxit tương đương phi hóa học, điều đó có nghĩa là màng oxit của titan có cấu trúc nhiều lớp. Đối với quá trình hình thành của màng oxit này, nó không thể được hiểu đơn giản là phản ứng trực tiếp giữa titan và oxy (hoặc oxy trong không khí). Nhiều nhà nghiên cứu đã đề xuất các cơ chế khác nhau. Các cựu công nhân Liên Xô tin rằng hydride lần đầu tiên được tạo ra, và sau đó màng oxit được hình thành trên hydride.