סגסוגת טיטניום מתייחסת למגוון מתכות סגסוגת העשויות מטיטניום ומתכות אחרות. טיטניום היא מתכת מבנית חשובה שפותחה בשנות החמישים. סגסוגות טיטניום בעלות חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה טובה ועמידות גבוהה בחום. משנות ה-50 ועד שנות ה-60, המוקד העיקרי היה פיתוח סגסוגות טיטניום בטמפרטורה גבוהה עבור מנועי תעופה וסגסוגות טיטניום מבניות עבור שלדות אוויר.
מספר סגסוגות טיטניום עמידות בפני קורוזיה פותחו בשנות ה-70. מאז שנות ה-80 פותחו עוד יותר סגסוגות טיטניום עמידות בפני קורוזיה וסגסוגות טיטניום בעלות חוזק גבוה. סגסוגת טיטניום משמשת בעיקר לייצור רכיבי מדחס מנועי מטוסים, ואחריה החלקים המבניים של רקטות, טילים ומטוסים במהירות גבוהה.