Bij het smelten van titanium gaat het door complexe stappen. Titanium spons wordt verkregen door ilmeniet om te zetten in titanium tetrachloride, het vervolgens in een afgesloten roestvrijstalen tank te doen, het te vullen met argongas en het te laten reageren met magnesiummetaal. Titanium spons kan niet direct worden gebruikt en titanium spons moet in een elektrische oven tot een vloeistof worden gesmolten voordat het in titanium staven kan worden gegoten. Maar dit soort elektrische oven vereist een zeer geavanceerde technologie, naast het feit dat de lucht van de elektrische oven schoon moet worden gepompt, wat nog zenuwslopender is, is dat het onmogelijk is om een smeltkroes te vinden die vloeibaar titanium bevat, omdat het algemene vuurvaste materiaal oxiden bevat en de zuurstof erin door vloeibaar titanium wordt weggenomen. Later vonden mensen uiteindelijk een elektrische oven uit met een "watergekoelde koperen smeltkroes". Alleen het centrale deel van de oven is heet, de rest is koud en het titanium smelt in de oven en stroomt naar de wand van de koperen smeltkroes die met water is gekoeld, waar het onmiddellijk condenseert tot titanium staven.
De methode voor massaproductie van titanium in de industrie is de Klorr-methode: titaniummetaal wordt eerst geproduceerd door de werking van chloor en koolstof op ilmeniet (TiFeO₃) of rutiel (TiO₂). Het resulterende titaniumtetrachloride (TiCl₄) wordt vervolgens gescheiden van ferrichloride (FeCl₃) door destillatie. Ten slotte wordt titaniumtetrachloride gereduceerd met magnesiummetaal (Mg) om titaniummetaal te verkrijgen. Lucht moet uit het productieproces worden verwijderd om te voorkomen dat titanium reageert met zuurstof of stikstof om onzuiverheden te vormen.