Titanium dioksida dapat digunakan untuk produksi titanium dioksida, spons titanium, paduan titanium, rutil sintetis, titanium tetraklorida, titanil sulfat, kalium heksafluorotitanat, dan aluminium klorida atau titanium klorida. Titanium dioksida dapat digunakan untuk membuat cat putih bermutu tinggi, karet putih, serat sintetis, cat, elektroda las, dan agen pereduksi cahaya rayon serta pengisi plastik dan kertas canggih. Titanium dioksida juga dapat diaplikasikan pada peralatan telekomunikasi, metalurgi, percetakan, pewarnaan, enamel, dan departemen lainnya. Rutil juga merupakan bahan baku mineral utama untuk ekstraksi titanium. Titanium dan paduannya memiliki banyak sifat yang sangat baik termasuk kekuatan tinggi, kepadatan rendah, sifat anti-korosi yang sangat baik, tahan suhu tinggi, tahan suhu rendah, dan tidak beracun; titanium dioksida juga memiliki fitur khusus seperti menyerap gas dan superkonduktivitas, dan oleh karena itu digunakan secara luas dalam berbagai jenis bidang termasuk penerbangan, kimia, industri ringan, navigasi, medis, pertahanan, dan pengembangan sumber daya kelautan, dan sebagainya. Menurut laporan, lebih dari 90% mineral titanium di dunia telah digunakan untuk produksi pigmen putih titanium dioksida, dan produk ini semakin banyak digunakan secara luas dalam industri cat, karet, plastik, kertas dan beberapa industri lainnya.
Dapat digunakan untuk pengelasan, pemurnian titanium, dan pembuatan titanium dioksida.
Dapat digunakan sebagai analisis reagen serta digunakan untuk persiapan garam titanium yang sangat murni dan diaplikasikan pada industri farmasi.
Zat ini dapat digunakan sebagai pembawa katalis, media fotokatalitik, dan media pelindung terhadap radiasi UV. Zat ini juga memiliki aplikasi luas dalam berbagai jenis bidang seperti pelapis, plastik, kaca otomotif yang dapat membersihkan sendiri, kaca spion otomotif, kaca dinding, bohlam kaca layar, bahan pemurni udara, obat-obatan, kosmetik, pengolahan air, penyamakan, dan tinta, dan sebagainya.