Tvrdoća: Prema Mohsovoj ljestvici tvrdoće od 10 bodova, rutilni titan-dioksid je 6-6,5, anataza-titan-dioksid 5,5-6,0, pa se anataza koristi u matiranju kemijskih vlakana kako bi se izbjeglo habanje rupa od predenja.
Talište i vrelište: Budući da će se i anatazni i brookitni titanov dioksid pretvoriti u rutilni tip pri visokoj temperaturi, talište i vrelište brookitnog i anataznog titanovog dioksida zapravo ne postoje. Samo rutil titan-dioksid ima točku topljenja i vrelišta. Točka topljenja rutilnog titan-dioksida je 1850 ° C, točka topljenja u zraku (1830 ± 15) ° C, a točka topljenja u obogaćivanju kisikom 1879 ° C. Točka topljenja povezana je s čistoćom titanovog dioksida. Tačka ključanja rutilnog titan-dioksida je (3200 ± 300) K, a titan-dioksid je blago hlapljiv pri ovoj visokoj temperaturi.
