钛白粉学名为二氧化钛（Titamium Dioxide).其化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物，常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、硫化氢、氮、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪、也不溶于稀酸及碱、无机酸、只溶于氢氟酸。但在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。这一种光化学活性，在紫外线照射下锐钛型钛白粉尤为明显，这一性质使钛白粉即使某些无机化合物的光敏氧化催化剂，又是某些有机化合物光敏还原催化剂。
在常用的白色颜料中，二氧化钛的相对密度最小，同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，颜料体积最高。
钛白粉有金红石型（Rutile 简称R型）和锐钛型（Auatase 简称A型）两种结构，金红石晶体结构致密，比较稳定，光学活性小，因而耐候性好，同时有较高的遮盖力和消色力，因而有更好的应用性能，获得更为广泛的应用。钛白粉在工业行业中既作为着色剂，又具有补强、防老化、填充作用。在日光照射下，耐日晒，不开裂、不变色，伸展率大及耐酸碱。
钛白粉现用于化妆品中也日趋广泛。由于钛白粉无毒，远比铅白优越，各种香粉几乎都用钛白粉来代替铅白和锌白。香粉中只须加入5%-8%的钛白粉就可以得到永久白色，使香料更滑腻，有附着力、吸收力和遮盖力。在水粉和冷霜中钛白粉可减弱油腻及透明的感觉，其他各种香料、防晒霜、皂片、白色香皂和牙膏中也可用钛白粉。
钛白粉也用于食品和医用行业，其性质是较高分性非包膜处理的锐钛型二氧化钛，是一种允许使用的食用白色颜料二氧化钛（俗称白色素），属于无机物质，性能稳定，产品无毒、无味、白色粉末状，有时候为了方便分散，也制成液体状。食品或者医药行业是利用二氧化钛（白色素）其本身无毒，无味，很强的遮盖力，着色力来达到增白，改善产品色泽，提高产品的装饰效果；属于物理增白着色，其具体使用标准和范围请见 中华人民共合国国家标准 GB 2760-2011。