鈦合金主要強化途徑是固溶強化和彌散強化。 前者是通過提高 α相和 β相的固溶溶度而提高合金的性能，后者是借助熱處理獲得高度彌散的 α+β或 α+金屬間化合物來達到強化的目的。 鈦合金：難以通過組織調整， 在滿足高強度水平的同時，仍然保持足夠的塑性和韌性。 α穩定元素中， Al 的固溶強化效果最顯著。β穩定元素優先溶于 β相，因此 β相具有更強的強度和硬度，合金平均強度隨著組織中 β相所占比例增加而提高，當 α相和 β相各占 50%時強度達到峰值，繼續增加 β相數量，強度反而有所下降。 對于在高溫下長期使用的耐熱合金， 非活性共析元素的存在將降低材料的熱穩定性。在接近相變溫度時，組織穩定性下降，原子活性增加，促使金屬軟化。所以耐熱鈦合金在成分上應以 α穩定元素和中性元素為主， 至于 β穩定元素一般效果較差。只有那些能強烈提高鈦原子結合力的鉬、 鎢及共析轉變較高的硅、 銅等元素，在適當溶度范圍內可有效增加合金的熱強性。 耐熱鈦合金應以單相組織為宜，一般均選用 α型或者近 α型合金作為高溫工作的材料。