Memandangkan aloi titanium mempunyai ciri-ciri rintangan kakisan yang tinggi, keselamatan, boleh dipercayai dan jangka hayat perkhidmatan yang panjang, ia digunakan secara meluas dalam pembinaan kapal, seperti pam, penapis, tiub bekalan, sistem pemadam kebakaran dan sebagainya.
Bahan struktur kapal: Aloi titanium digunakan secara meluas dalam pembuatan struktur kapal kerana kekuatannya yang tinggi, ketumpatan rendah, dan rintangan kakisan yang sangat baik. Sebagai contoh, kapal pukat tarik titanium yang dibina oleh Nippon Steel Corporation, Toho Technology Corporation dan Eto Shipbuilding Corporation, badan kapal, dek, dan struktur keseluruhannya diperbuat daripada titanium. Selain itu, aloi titanium juga digunakan untuk menghasilkan badan tahan tekanan bagi kapal selam dan kenderaan laut dalam, seperti kapal selam nuklear Russia "Alpha" dan tahap "Typhoon".
Peranti penggerak kuasa: Sudu aloi titanium telah menjadi bahan yang ideal untuk sudu kapal kerana kekuatan lesu kakisan yang tinggi dan rintangan kavitasinya. Rusia dan United Kingdom mula mencuba menggunakan sudu aloi titanium pada kapal seawal tahun 1960-an, manakala kapal selam penyelidikan Tentera Laut AS dan hidrofoil tentera besar juga menggunakan sudu aloi titanium. Selain itu, aloi titanium juga digunakan dalam enjin kapal dan peranti pendorong jet air, seperti pengekod ais bertenaga atom Rusia yang menggunakan enjin stim mengandungi bahan aloi titanium.
Pam, injap, paip dan aksesori lain: Aloi titanium digunakan untuk menghasilkan pam, injap dan paip pada kapal kerana rintangan yang sangat baik terhadap kakisan dan kerosakan akibat erosi. Penggunaan paip dan sambungan yang diperbuat daripada titanium tidak sahaja mengurangkan berat, malah turut memperpanjang jangka hayat sistem secara ketara serta meningkatkan kebolehpercayaan. Sebagai contoh, tempoh hayat kakisan bagi paip aloi titanium, injap, pam dan aksesori lain adalah tidak kurang daripada 1.2×105 jam, dengan jangka hayat perkhidmatan tidak kurang daripada 40 tahun.
Peranti akustik: Aloi titanium juga digunakan untuk menghasilkan peranti akustik pada kapal, seperti sonar. Aloi titanium mempunyai ketumpatan rendah, halaju bunyi rendah dan sifat padanan rintangan akustik yang baik, yang boleh meningkatkan ketepatan pengesanan dan kepekaan peranti akustik. Sebagai contoh, kubah sonar kapal tempur kelas moden Rusia diperbuat daripada aloi titanium.
Penukar haba, kondenser, penyejuk, penyejat: Penggunaan aloi titanium dalam peranti ini boleh meningkatkan secara ketara tempoh hayat perkhidmatan tanpa penyelenggaraan. Sebagai contoh, peralatan yang diperbuat daripada titanium boleh mempunyai tempoh hayat tanpa penyelenggaraan melebihi 100,000 jam, dan ia mesra alam kerana tidak membebaskan bahan-bahan berbahaya.
Kapal selam laut dalam: Aloi titanium digunakan untuk membuat rumah tahan tekanan bagi kapal selam laut dalam kerana kekuatan tinggi dan rintangan terhadap tekanan yang dimilikinya. Sebagai contoh, kapal selam berawak "Jiaolong" milik China menggunakan bahan aloi titanium untuk pembuatan perumah tahan tekanan.