航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能，比钢、铝等金属有巨大优势。

钛合金主要用于飞机及发动机的制造材料，如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、发动机罩、排气装置等零件以及飞机的大梁隔框架件。航天器主要利用钛合金的高比强度，耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料储箱、紧固件、仪器绑带、架构和火箭壳体。人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机也都使用钛合金板材焊接件。

1950年美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承受力构建。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。70年代起，民用机开始大量使用钛合金，如波音747客机用钛量达到3640kg以上，占总机重28%。随着加工工艺技术的发展，在火箭、人造卫星和宇宙飞船上，也用了大量的钛合金。

飞机越先进，使用的钛越多。美国F-14A战斗机使用的钛合金，约占整个重量的25%,F15-A战斗机为25.8%。美国第四代战斗机用钛量为41%，其F119发动机用钛量为39%，是目前用钛量较高的飞机。

目前航空航天领域的钛合金主要使用钛板、钛管、太棒等原材料。