Chemický vzorec oxidu titaničitého je TiO₂, ktorý sa skladá hlavne z titánu a kyslíka. Vo svojej molekulárnej štruktúre sú atómy titánu a atómy kyslíka kovalentne viazané, aby vytvorili stabilnú oktaedrickú štruktúru. 1. Existujú tri hlavné kryštálové štruktúry oxidu titaničitého: anatas, rutil a brookit, z ktorých anatas a rutil sú dve najbežnejšie formy.
Kryštálová štruktúra
Anatáza: Má tetragonálnu kryštálovú štruktúru, vysoko aktívny povrch a silnú fotokatalytickú aktivitu. Často sa používa vo fotokatalyzátoroch a náteroch na určité špeciálne účely. Má vysokú belosť a silnú schopnosť rozptylu svetla, ale jeho trvanlivosť nie je taká dobrá ako rutil, jeho odolnosť voči svetlu je slabá a je zjavne žltá, keď je teplota vyššia ako 400 stupňov.
Rutil: Má šesťhrannú kryštálovú štruktúru a je najstabilnejšou kryštalickou formou oxidu titaničitého. Má vysokú odolnosť proti slnečnému žiareniu, odolnosť voči poveternostným vplyvom a chemickú stabilitu, vysoký bod topenia, vyššiu hustotu, tvrdosť a dielektrickú konštantu ako anatas a vyšší index lomu, ktorý môže poskytnúť lepšiu kryciu schopnosť a lesk a je vhodný na vonkajšie použitie a výrobky pod špeciálnym klimatické podmienky.
Brookitový typ: Je pomerne vzácny a v prírode sa zvyčajne vyskytuje v minerálnej forme.