Το τιτάνιο είναι σταθερό στον αέρα στη θερμοκρασία δωματίου και παράγει μόνο τις «ζωηρόχρωμες» αλλαγές όταν θερμαίνονται στις υψηλές θερμοκρασίες για μια χρονική περίοδο. Αυτό είναι κυρίως επειδή όταν θερμαίνεται το μέταλλο τιτανίου στον αέρα, θα αντιδράσει με το οξυγόνο για να διαμορφώσει μια πυκνή ταινία οξειδίων. Αυτή η ταινία οξειδίων μπορεί όχι μόνο να προστατεύσει την επιφάνεια του μετάλλου τιτανίου, αλλά και να προκαλέσει την αλλαγή χρώματος του τιτανίου.
Η εξίσωση αντίδρασης για την οξείδωση τιτανίου είναι Ti+O2==TiO2, ο όρος αντίδρασης είναι υψηλής θερμοκρασίας θέρμανση. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλή, η ταινία οξειδίων στην επιφάνεια τιτανίου είναι σχεδόν διαφανής, το οποίο είναι δύσκολο να παρατηρηθεί από το γυμνό μάτι, αλλά όπως οι άνοδοι θερμοκρασίας, η ταινία οξειδίων πυκνώνονται αργά και παρεμποδίζουν το φως, κάνοντας το να εμφανιστεί ένα διαφορετικό χρώμα στο ανθρώπινο μάτι. Έτσι το πάχος της ταινίας οξειδίων καθορίζει το χρώμα της επιφάνειας τιτανίου.
Σύμφωνα με τις σχετικές μελέτες, μετά από να θερμαθεί στον αέρα για μισή ώρα, η επιφάνεια του τιτανίου που θερμαίνεται σε 200℃ είναι ασημένιο λευκό, 300℃ είναι ανοικτό κίτρινο, 400℃ είναι χρυσό κίτρινο, 500℃ είναι μπλε, 600℃ είναι πορφυρό, 700℃ - 800℃ είναι γκρίζος-κόκκινο, 900℃ είναι γκρίζο.