Titanlegering refererer til en rekke legeringsmetaller laget av titan og andre metaller. Titan er et viktig strukturelt metall utviklet på 1950-tallet. Titanlegeringer har høy styrke, god korrosjonsbestandighet og høy varmebestandighet. Fra 1950- til 1960-tallet var hovedfokus utviklingen av høytemperatur titanlegeringer for flymotorer og strukturelle titanlegeringer for flyskrog.
En rekke korrosjonsbestandige titanlegeringer ble utviklet på 1970-tallet. Siden 1980-tallet har korrosjonsbestandige titanlegeringer og høyfaste titanlegeringer blitt videreutviklet. Titanlegering brukes hovedsakelig til produksjon av flymotorkompressorkomponenter, etterfulgt av strukturelle deler av raketter, missiler og høyhastighetsfly