Aloi titanium dikenali sebagai "logam angkasa", dan memainkan peranan yang tidak dapat digantikan dalam badan kapal terbang, enjin, dan komponen roket.
Bahagian struktur kapal terbang: Aloi titanium digunakan secara meluas dalam komponen struktur badan kapal terbang kerana ketumpatan rendah, kekuatan khusus yang tinggi, rintangan kakisan dan rintangan suhu tinggi. Penggunaan aloi titanium dalam kapal terbang moden telah mencapai 30% hingga 35% daripada jumlah berat struktur, dan kini ia merupakan bahan struktur yang tidak dapat dipisahkan. Aplikasi khusus termasuk komponen gear pendaratan, rangka, rasuk, kulit badan kapal terbang, perisai haba dan sebagainya. Sebagai contoh, kandungan titanium dalam jet pejuang F-22 Amerika Syarikat adalah setinggi 41%, dan rasuk serta rangka pembawa beban utama badan kapal terbangnya ditempa secara menyeluruh menggunakan aloi titanium.
Enjin aero: Aloi titanium suhu tinggi merupakan salah satu bahan utama untuk enjin aero, yang terutamanya digunakan untuk komponen enjin seperti cakera kompresor, bilah, keselongsong dan bahagian lain. Bahagian-bahagian ini memerlukan kekuatan tinggi dan kestabilan haba yang baik dalam keadaan suhu tinggi. Sebagai contoh, aloi IMI834 telah digunakan dalam enjin besar Trent700 pesawat Boeing 777. Selain itu, aloi Ti-60 adalah aloi titanium suhu tinggi 600°C yang dibangunkan secara bebas oleh China, yang mempunyai kestabilan haba yang sangat baik serta prestasi rayapan suhu tinggi.
Aloi titanium kalis api: Untuk menyelesaikan masalah "kebakaran titanium" yang mungkin berlaku pada aloi titanium dalam enjin penerbangan, pelbagai negara telah membangunkan aloi titanium kalis api. Sebagai contoh, Aloi C (Ti-35V-15Cr) dari Amerika Syarikat dan aloi BTT-1 dari Rusia kedua-duanya mempunyai sifat kalis api yang baik dan telah digunakan pada keselongsong kompresor tekanan tinggi dan bilah enjin.
Pengapit penerbangan: Pengapit aloi titanium digunakan secara meluas dalam bidang penerbangan kerana kesan pengurangan berat yang cemerlang, rintangan kakisan yang sangat baik, dan sifat bukan magnet. Sebagai contoh, pesawat Il-96 Rusia menggunakan sejumlah besar pengapit aloi titanium, yang secara ketara mengurangkan berat pesawat.
Bahan struktur kapal angkasa: Aloi titanium adalah bahan yang ideal untuk struktur kapal angkasa kerana sifat kekuatan tinggi dan ketumpatan rendah. Bahan ini mampu menahan keadaan suhu ekstrem dan tekanan mekanikal, serta biasanya digunakan dalam pembuatan bekas bahan api pepejal, komponen enjin roket, modul bulan, penyesuai pertautan dan pengapit, yang dapat secara efektif mengurangkan berat struktur dan kerosakan lesu.
Bas Angkasa: Pada kapal angkasa ulang-alik, aloi titanium digunakan di bahagian hadapan sayap dan komponen lain disebabkan rintangan suhu tingginya, yang mampu menahan suhu sehingga 500 ℃ semasa penerbangan. Selain itu, aloi titanium juga digunakan dalam rangka struktur daya dorong Kapal Angkasa Ulang-alik untuk menyokong enjin.
Peluru kendali dan Kenderaan Pelancar: Dalam pembuatan peluru kendali dan kenderaan pelancar, aloi titanium digunakan untuk menghasilkan bulkhead, kulit luar, tangki bahan api dan bahagian-bahagian lain, yang perlu menahan kesan suhu tinggi akibat penerbangan laju tinggi. Selain itu, dalam sistem kuasa enjin turbojet, acuan kompresor, cakera kompresor, bilah kompresor dan bahagian-bahagian lain turut menggunakan banyak bahan aloi titanium.
Bahan persekitaran suhu rendah bagi kapal angkasa: Disebabkan aloi titanium TA7ELI mempunyai ciri-ciri istimewa: pada suhu rendah, ia mempunyai kekuatan yang lebih tinggi, plastik yang lebih baik dan ketangguhan, China telah membangunkan silinder gas aloi titanium TA7ELI 20L untuk kegunaan suhu rendah yang digunakan dalam persekitaran hidrogen cecair. Ia digunakan dalam siri kenderaan pelancaran CZ-XX.