钛铁矿的化学成分与形成条件有关
钛铁矿，分子式Fe'ri03。理论组成(质量分数)：w( Fe0)47. 36%，w( Ti0)52. 64%。
Fez+与Mg2+、Mn2。间可完全类质同象代替。以Fe0为主时称钛铁矿，Mg0为主时称镁钛矿，Mn0为主时称红钛锰矿。常有Nb、Ta等类质同象替代。
钛铁矿的化学成分与形成条件有关。产于超基性岩、基性岩中的钛铁矿，铝灰设备Mg0含量较高，基本不含Nb、Ta;碱性岩中的钛铁矿，Mn0含量高，并含Nb、Ta;产于酸性岩中的钛铁矿，Fe0、Mn0含量均高，Nb、Ta含量也相对较高。
钛铁矿属三方晶系，可视为刚玉型的衍生结构。
高温下钛铁矿中的Fe、Ti呈无序分布而具赤铁矿结构(刚玉型结构)，形成FeTi0，一Fe2 03固溶体。钛铁矿常呈不规则粒状、鳞片状或厚板状。多呈他形晶粒散布于其他矿物颗粒间，或呈定向片晶存在于钛磁铁矿、钛赤铁矿、钛普通辉石、钛角闪石等矿物中，为固溶体出溶的产物。与榍石、磁铁矿、刚玉连生的现象较为常见。
钛铁矿为铁黑色或钢灰色，条痕钢灰色或黑色。含赤铁矿包裹体时呈褐或褐红色，金属至半金属光泽，不透明，无解理，硬度5 -5.5，性脆，相对密度4.0 -5.0，具弱磁性。
钛铁矿主要为岩浆型和伟晶型。岩浆型钛铁矿，常作为副矿物，白灰回转窑或在基性、超基性 岩中分散于磁铁矿中成条片状，与顽辉石、斜长石等共生。伟晶型钛铁矿，产于花岗伟晶岩中，与微斜长石、白云母、石英、磁铁矿等共生。钛铁矿往往在碱性岩中富集。由于其化学性质稳定，故可形成冲积砂矿，与磁铁矿、金红石、锆石、独居石等共生。在变质作用过程中钛铁矿可分解成赤铁矿(或磁铁矿)和金红石。
钛铁矿是最重要的钛矿石矿物。一般工业要求：钛铁矿砂矿，边界品位不小于100-/0.工业品位不小于15%。