Titanlegering hänvisar till en mängd olika legeringsmetaller gjorda av titan och andra metaller. Titan är en viktig strukturell metall som utvecklades på 1950-talet. Titanlegeringar har hög hållfasthet, bra korrosionsbeständighet och hög värmebeständighet. Från 1950-talet till 1960-talet var huvudfokus utvecklingen av högtemperatur titanlegeringar för flygmotorer och strukturella titanlegeringar för flygplan.
Ett antal korrosionsbeständiga titanlegeringar utvecklades på 1970-talet. Sedan 1980-talet har korrosionsbeständiga titanlegeringar och höghållfasta titanlegeringar vidareutvecklats. Titanlegering används huvudsakligen för tillverkning av kompressorkomponenter för flygmotorer, följt av strukturella delar av raketer, missiler och höghastighetsflygplan