第一、晶体性质
稳定的晶体形态有两种：金红石(Rutile-R型)和锐钛型(Anatase-A型)。总的来说，R型具有较好的耐气候性，耐水性和不易变黄的特点，但白度稍差。A型钛白粉耐光性差，耐候性差，但白度较好。
由上图也可以直观看到左图的金红石型中分子排列比较紧密，所以具有较大的稳定性和相对密度，因此具有较高的折射率和和介电常数及较低的热传导性。但锐钛型在915℃左右也能转变成金红石型。
金红石型在高能 （较短波长）吸收辐射能较锐钛型大对于，在具有很强杀伤力的UV-波长段内（350-400nm），它对紫外线的反射率要远远低于锐钛型钛白粉，因为金红石型二氧化钛吸收掉了这些紫外线。在这种情况下，它对周围的成膜物、树脂等身上所要分担的紫外光线就要少得多，那么这些有机物的使用寿命就长，这就是说，为什么通常所说的金红石型钛白粉的耐候性要比锐钛型好之原因所在。
锐钛型和金红石型钛白粉在紫外线，可见光，红外线区域的反射
正因为金红石型在可见光的紫外或近紫外区域的吸收比锐钛型大，就是说可见光范围内蓝光少了，所以金红石型钛白粉稍带黄。
锐钛型虽然也吸收的是可见光以外的波长更短的紫外线，但对人眼看到的可见光影响不大，所以相对于金红石型来说颜色是偏蓝。
金红石型特别适用于室外使用的塑料制品，赋予制品良好的光稳定性。锐钛型主要用于室内使用制品，但略带蓝光，白度高，遮盖力大，着色力强且分散性较好。
二、光学性质
（1）折射率 ：决定遮盖力
之前提到钛白粉拥有非常高的折射率，锐钛型是2.55左右，而金红石型是2.70左右。高折射率起到什么作用呢？
不同折射率产生不同的遮盖力
折射率越高，就越不透明，就是说遮盖力越强。因为在含有高折射率颜料的漆膜中光线比在含有低折射率颜料的漆膜中弯曲较多，光线更难透过这层薄膜。
（2）光吸收/光反射：决定白度
所谓“白度”，就是物质对可见光吸收和反射两部分之比。它又综合了色调和亮度两种光学效果，根据库伯尔卡-芒克 (KubeIka-Munk)理论，无限厚的涂膜(不透明膜)的亮度或反射率R与颜料对光的吸收系数K和散射系数S呈如下函数关系：
钛白粉拥有非常低的光吸收以及非常高的光反射以及光散射能力，决定了它拥有非常高白度。
（3）光的散射：决定着色力
着色力是颜料对光的吸收和散射的结果。二氧化钛是一种白色颜料，对光的吸收非常小，不像有色颜料，光的吸收起着重要的作用，因此其着色力（消色力）的大小，主要取决于它对可见光的散射能力，散射力大，着色力（消色力）高。
因此它与白度不一样，白度是吸收系数K和散射系数S二者的函数，而着色力（消色力）仅仅是散射系数S的函数。
不同物质的折射率
从上述的折射率对比可知，金红石钛白粉与载体PE树脂折射率相差最大，色散效果最好，遮盖力即着色力最强。
