שיטות הריתוך הנפוצות עבור טיטניום וסגסוגות טיטניום כוללות: ריתוך נמס, הלחמה, הדבקת פאזה מוצקה, מליטה מכנית וכו'. ביניהן, ריתוך היתוך הוא הנפוץ ביותר וניתן לחלק אותו ל: ריתוך קשת, ריתוך קרן אלקטרונים, ריתוך התנגדות גז אינרטי משמש יותר.
יכולת הריתוך של חומרי טיטניום תלויה בפעילות הכימית ובתכונות הפיזיקליות של החומר עצמו. בטמפרטורת החדר, לפני השטח של טיטניום יש סרט תחמוצת דק וצפוף עם ביצועים יציבים. ככל שהטמפרטורה עולה, פעילות הטיטניום עולה בחדות. כאשר טמפרטורת הריתוך גבוהה מ-600 מעלות, סרט התחמוצת הצפוף נהרס, וגז יכול להתפזר אל פנים המתכת דרך סרט התחמוצת הרופף ולהתערבב עם אלמנטים כגון מימן, חמצן וחנקן. תגובות כימיות אלימות מתרחשות, ואלמנטים אלה קיימים כזיהומים בין-תשתיים בטיטניום, הגורמים לירידה בביצועים של המפרקים המרותכים, במיוחד הפלסטיות. נוכחות מימן היא לרוב הגורם לנקבוביות ולסדקים קרים בריתוך.
לפני ריתוך חומרי טיטניום, יש להסיר לחלוטין את הלכלוך, התחמוצות ושכבת המתכת המועשרת בגז על פני חומר העבודה באמצעות ניקוי מכני או ניקוי כימי.
