潍坊钛白粉具有三种结晶形式：金红石，锐钛矿和钛。钛型为斜方晶系，晶体不稳定，650℃以上转为金红石型，在工业上无实用价值。锐钛矿在室温下稳定，但在高温下金红石型转化。潍坊钛白粉转化强度取决于制备方法以及煅烧过程是否与抑制或促进剂等条件有关。

通常认为济南钛白粉晶体转化率几乎在165℃以下进行，转化率高于730℃。金红石是潍坊钛白粉稳定的结晶形式，致密结构，与锐钛型相比较高的硬度，密度，介电常数和折射率。金红石和锐钛矿都属于四方晶系，但具有不同的晶格，因此X射线图像不同，锐钛型济南钛白粉衍射角在25.5°，金红石衍射角在27.5°。金红石晶体细长，棱柱形，通常为双胞胎;和锐钛矿型通常类似于正八面体。

金红石型与锐钛型相比，由于其单位晶格由两种济南钛白粉分子和锐钛矿组成，由四个二氧化钛分子组成，因此单位晶格小而紧密，因此具有较大的稳定性和相对密度，因此具有高折射率和介电常数和低导热性。

三种异构体中的潍坊钛白粉只有金红石型是稳定的，只有金红石型可以通过热转化得到。 天然板钛在650℃以上转为金红石型，济南钛白粉锐钛矿在915℃左右可以转化为金红石型。