氮化鈦TiN具有典型的NaCl型結構，屬面心立方點陣，面心立方的頂部是氮原子，鈦原子位于面心立方的(1/2,0,0)空間位置。TiN是非化學計量化合物，其穩定的組成范圍為TiN0.6~TiN1.16，氮的含量可以在一定的范圍內變化而不引起TiN結構的變化。TiN粉末一般呈黃褐色，超細TiN粉末呈黑色，而TiN晶體呈金黃色。TiN的晶格常數為a=4.23 nm，TiC的晶格常數為a=4.238 nm，TiO的晶格常數為a=4.15 nm，這三種物質的晶格參數非常接近，所以TiN分子中的氮原子可以被氧、碳原子以任意比取代形成固溶體，氮化鈦的理化性質由氮元素的含量來決定，當氮元素含量減少時，氮化鈦的晶格參數反而增大，硬度也會有顯微的增大，但氮化鈦的抗震性隨之降低。

氮化鈦的物理性質：熔點2950.6～3205.8℃，線膨脹系數為5.712～7.053×106(1/K)(25℃)，密度為5.435～5.447g/cm3，熱導率為25.081(W·m-1·K-1)(300～2000℃)，莫氏硬度為8～9。一般情況下，氮化鈦粉末的顏色為黃褐色，顏色為黑色的是超細氮化鈦粉末，顏色為黃色的是氮化鈦晶體，大量聚集的氮化鈦晶體有金黃色金屬光澤。

氮化鈦的化學性質：比較穩定，與水和酸(鹽酸和硫酸)等均不發生反應，但它能融入氫氟酸，若氫氟酸中含有氧化劑，則氮化鈦會完全溶解在氫氟酸中。氮化鈦溶解在強堿溶液中會分解并釋放出氨氣。