钛铁矿，分子式FeTiO3。理论组成（%）Fe0 47.36，TiO 52.64。Fe2+与Mg2+、Mn2+间可完全类质同象代替。以FeO为主时称钛铁矿，MgO为主时称镁钛矿，MnO为主时称钛锰矿。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，MgO含量较高，基本不含Nb、Ta；碱性岩中的钛铁矿，MnO含量高，并含Nb、Ta；产于酸性岩中的钛铁矿，FeO、MnO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，其晶体结构如图所示：

    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FeTiO3-Fe2O3固溶体。钛铁矿常呈不规则粒状、鳞片状或后板状。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色或褐红色，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，具弱脆性。
    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，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，故可形成冲击砂矿，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和（或磁铁矿）金红石。