有二氮化二钛(Ti2N2)和四氮化三钛(Ti3N4)两种。二氮化二钛为固体。溶于煮沸的王水。遇到热的氢氧化钠溶液则有氨放出。四氮化三钛的性质与二氮化二钛相似。
当N/Ti偏离1时,TiN中存在原子空位。这两种相的颜色和硬度相近。使用的氮化钛镀层,其中常常TiN和Ti2N两相共存,其组成比可以通过工艺调节 。
氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,属面心立方点阵,晶格常数a=0.4241nm,其中钛原子位于面心立方的角顶。TiN是非化学计量化合物,其稳定的组成范围为TiN0.37-TiN1.16,氮的含量可以在一定的范围内变化而不引起TiN结构的变化