Titano terminis apdorojimas yra pramoninis procesas, kai titanas naudojamas ypač aukštoje temperatūroje, kad metalas taptų tinkamesnis gamybos tikslams. Šiandien dažniausiai naudojami du tipai yra atkaitinimas ir streso mažinimas. Atkaitinimas daugiausia skirtas tam, kad titanas būtų atsparus lūžimui, tuo pačiu padidinant jo lankstumą arba galimybę ištempti į ploną vielą. Kita vertus, įtempių mažinimo metodas dažniausiai naudojamas siekiant sumažinti įtempį, kurį titanas patiria virinant ar formuojant.
Norint, kad titanas būtų tinkamas naudoti, paprastai reikalingas atkaitinimas arba įtempių mažinimas. Titanas, kuris nėra pašalintas įtempiai, gali įtrūkti po suvirinimo ar formavimo, o titanas, skirtas dideliam mašininiam apdorojimui, paprastai neatlaikys tokio sunkaus apdorojimo, prieš tai neatkaitintas. Net 1,100 °F (593 °C) temperatūra atkaitinant įtampą ir 1,450 °F (788 °C) atkaitinimo metu nėra neįprasta.
Užterštumas yra esminė titano terminio apdorojimo problema. Gamybos parduotuvėse dažnai yra atskiros zonos titanui, nes šis metalas yra ypač linkęs užteršti oru, drėgme, dulkėmis ir riebalais. Kiti didelio našumo metalai, tokie kaip nerūdijantis plienas ir nikelio pagrindo lydiniai, nereikalauja tokio griežto dėmesio švarai, nes formuojant ar suvirinant jie nėra tokie jautrūs užteršimui kaip titanas.
Svarbu pažymėti, kad grynas elementinis titanas šiuolaikinėje gamyboje naudojamas retai, nes pats savaime yra gana minkštas metalas. Titano lydiniai, titano mišiniai su kitais metalais, užtikrina maksimalias kietėjimo savybes. Tačiau kiekvienas konkretus titano lydinys skirtingai reaguos į terminio apdorojimo procesą.
Nacionalinės aeronautikos ir kosmoso administracijos (NASA) pirmasis erdvėlaivis padėjo visuomenei geriau suprasti titano lydinių naudojimą ir titano terminį apdorojimą, nes šaudyklėje buvo naudojamos titano šilumos skydo izoliacinės plytelės, kad išliktų tvirtos esant aukštai temperatūrai. Nuo pat pirmojo erdvėlaivio NASA ir toliau įtraukė titano lydinius į savo dizainą dėl jų nelydančių ir stiprių savybių. Kokybiškų kardų ir peilių gamintojai taip pat pasitiki šių lydinių tvirtumu. Jie yra net stipresni už savo svorį nei plienas, taip pat yra atsparūs korozinėms medžiagoms, tokioms kaip rūgštys, tirpikliai ir bazės.