Dwutlenek tytanu jest ważnym białym pigmentem i szkliwem porcelanowym. Stosowany w branżach takich jak farba, tusz, tworzywa sztuczne, guma, papiernictwo, włókna chemiczne, pigmenty akwarelowe itp.
Dwutlenek tytanu jest najbielszą rzeczą na świecie, a 1 gram dwutlenku tytanu może pomalować na śnieżnobiały obszar ponad 450 centymetrów kwadratowych. Jest 5 razy bielszy od powszechnie stosowanego białego pigmentu – litoponu, co czyni go najlepszym pigmentem do mieszania białych farb. Ilość dwutlenku tytanu stosowanego jako pigment na świecie może sięgać kilkuset tysięcy ton rocznie. Do papieru można dodać dwutlenek tytanu, aby uczynić go białym i nieprzezroczystym, z efektem 10 razy większym niż inne substancje. Dlatego do papieru banknotowego i papieru artystycznego należy dodać dwutlenek tytanu.
Aby rozjaśnić kolor plastiku i złagodzić połysk sztucznego jedwabiu, czasami dodaje się również dwutlenek tytanu.
W przemyśle gumowym dwutlenek tytanu stosuje się także jako wypełniacz do białej gumy.
Właściwości fotochemiczne półprzewodnikowego dwutlenku tytanu sprawiły, że ma on zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak oczyszczanie powietrza, wody i płynów. Fotokatalizatory domieszkowane węglem lub innymi heteroatomami można również stosować w zamkniętych przestrzeniach lub obszarach z rozproszonymi źródłami światła. Stosowane w powłokach budynków, płyt dla pieszych, ścian betonowych lub dachówek mogą znacznie zwiększyć rozkład substancji zanieczyszczających powietrze, takich jak tlenki azotu, związki aromatyczne i aldehydy.
Ponadto jest szeroko stosowany w produkcji filtrów przeciwsłonecznych, które są nietoksyczne i nieszkodliwe dla organizmu ludzkiego.
Ultradrobny dwutlenek tytanu zapewnia doskonałą ochronę przed promieniowaniem UV i przezroczystość. Szeroko stosowany w kosmetykach, ochronie drewna, tworzywach sztucznych do pakowania żywności, trwałych foliach domowych, włóknach sztucznych i naturalnych oraz powłokach przezroczystych. Specjalny efekt optyczny w metalicznych powłokach błyskawicznych przyciągnął uwagę i znalazł zastosowanie w wysokiej klasy powłokach samochodowych.
