Automobilstrukturteile aus Titanlegierungen sind hauptsächlich Ventile, Federn und deren Lager, Pleuelstangen, Kurbelwellen, Getriebe, Zahnstangen und Ritzel des Motorsystems, Federn, Schalldämpfer, Auspuffanlagen des Fahrwerksystems, Radbuchsen und -lager und alle Arten von Achswellen, Befestigungselemente des Karosseriesystems usw. Titan wird häufig für Rennwagenteile verwendet, da Rennwagen unabhängig von den Kosten auf Sieg und Sicherheit ausgerichtet sind.

Automobilventile aus Titanlegierungen können nicht nur die Masse reduzieren und die Lebensdauer verlängern, sondern auch die Zuverlässigkeit verbessern und Kraftstoff sparen. Die Höchstgeschwindigkeit des Motors wurde durch die Verwendung von γ-Ti Al-Legierungen, die zuvor in Titanlegierungen mit hohen Herstellungskosten verwendet wurden, um etwa 10 % erhöht. In den letzten Jahren haben einige Titanproduzenten eine Reihe preisgünstigerer Titanlegierungen für Motorventile entwickelt und einige haben die Massenproduktionsphase eingeleitet. Die Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Titanlegierungen für Ventile ist eine Schlüsseltechnologie. Eine effektive Methode zur Verbesserung der Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit ist die Anreicherung der Oberfläche mit Sauerstoff, auch wenn die feste Lösung in Titan so viel Sauerstoff wie möglich enthält.

Das Auslassventil hat eine hohe Betriebstemperatur und kann aus der Hochtemperatur-Titanlegierung Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0,1Si (6242s) hergestellt werden. Motorradventile sind jedoch wahrscheinlicher über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt. Daher ist es angebracht, die hitzebeständigere Legierung Timetal-1100 (Ti-2,7Sn-4Zr-0,4Mo-0,45Si) zu wählen. Dies ist eine der hitzebeständigsten Titanlegierungen. Die Betriebstemperatur beträgt etwa 600 °C. Das Auslassventil eines Zweiradmotorrads besteht am besten aus einer Titanlegierung, die über einen langen Zeitraum bei 800 °C betrieben werden kann. Die Legierung sollte eine hohe Schadenstoleranz aufweisen, daher hoffen die Forscher, neue intermetallische Titanlegierungen auf Basis von AlTi3 und AITi zu entwickeln, und einige Ergebnisse wurden bereits erzielt. Repräsentative Legierungen sind: Ti-14al-21Nb, Ti-14al-21NB-3V-2Mo, Ti-24al-10Nb, Ti-25al-8NB-2Mo-2Ta, Ti-25al-10NB-3V-1Mo und Ti-22AI-27Nb, aber sie sind nicht billig.