Do hợp kim titan có đặc tính chống ăn mòn cao, an toàn, đáng tin cậy và tuổi thọ sử dụng lâu dài, chúng được sử dụng rộng rãi trong đóng tàu, chẳng hạn như bơm, bộ lọc, ống dẫn, hệ thống chữa cháy, v.v.
Vật liệu cấu trúc tàu: Hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cấu trúc tàu do có độ bền cao, khối lượng riêng thấp và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Ví dụ, các thuyền đánh cá bằng titan do Công ty Nippon Steel, Công ty Công nghệ Toho và Công ty Đóng tàu Eto chế tạo, phần thân tàu, boong và kết cấu đều làm bằng titan. Ngoài ra, hợp kim titan còn được dùng để chế tạo vỏ chịu áp lực cho tàu ngầm và tàu lặn sâu, ví dụ như các tàu ngầm hạt nhân cấp "Alpha" và cấp "Typhoon" của Nga.
Thiết bị truyền động và động lực: Các cánh quạt hợp kim titan đã trở thành vật liệu lý tưởng cho chân vịt tàu thủy nhờ độ bền cao chống mỏi do ăn mòn và khả năng chống xâm thực. Nga và Vương quốc Anh đã bắt đầu thử sử dụng cánh quạt bằng hợp kim titan trên các con tàu từ những năm 1960, trong khi hải quân Hoa Kỳ cũng đã trang bị cánh quạt hợp kim titan cho các tàu lặn nghiên cứu và tàu hydrofoil quân sự cỡ lớn. Ngoài ra, hợp kim titan còn được sử dụng trong động cơ tàu thủy và các thiết bị đẩy bằng tia nước, ví dụ như trên các tàu phá băng chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga sử dụng động cơ hơi nước có chứa các vật liệu hợp kim titan.
Bơm, van, ống và các phụ kiện khác: Các hợp kim titan được sử dụng để chế tạo bơm, van và ống dẫn trên tàu do có khả năng chống ăn mòn và hư hỏng do xói mòn vượt trội. Việc sử dụng ống và phụ kiện làm bằng titan không chỉ giảm trọng lượng mà còn kéo dài đáng kể tuổi thọ hệ thống và nâng cao độ tin cậy. Ví dụ, tuổi thọ chống ăn mòn của các ống hợp kim titan, van, bơm và các phụ kiện khác không dưới 1,2×105 giờ, với tuổi thọ sử dụng không dưới 40 năm.
Thiết bị âm thanh: Hợp kim titan cũng được dùng để sản xuất các thiết bị âm thanh trên tàu, chẳng hạn như sonar. Hợp kim titan có mật độ thấp, vận tốc truyền âm thấp và tính chất phối hợp trở kháng âm tốt, có thể cải thiện độ chính xác và độ nhạy của thiết bị âm thanh. Ví dụ, vòm sonar của các tàu chiến hiện đại lớp Modern của Nga được làm bằng hợp kim titan.
Bộ trao đổi nhiệt, bình ngưng, thiết bị làm mát, bộ bốc hơi: Việc ứng dụng các hợp kim titan trong các thiết bị này có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ sử dụng không cần bảo trì. Ví dụ, thiết bị làm bằng titan có thể đạt tuổi thọ không cần bảo trì trên 100.000 giờ, đồng thời thân thiện với môi trường vì không giải phóng các chất độc hại.
Tàu lặn biển sâu: Các hợp kim titan được sử dụng để chế tạo vỏ chịu áp lực cho tàu lặn biển sâu nhờ độ bền cao và khả năng chịu áp lực tốt. Ví dụ, tàu lặn có người lái "Giáo Long" của Trung Quốc sử dụng vật liệu hợp kim titan để chế tạo vỏ chịu áp lực.