钛和钛合金的结晶过程由生核和晶体长大两个阶段组成，这个过程决定着铸件成形后的晶粒组织、晶体的形状和尺寸、晶粒内和晶粒间的成分均匀性以及各种缺陷，如缩松、裂纹等的形成。因此，它对铸件的质量和性能以及随后的热处理工艺都有很大的影响。
钛和钛合金铸件的凝固结晶是属于一次结晶，也称为初次结晶，其过程的主要参数是晶核生成速度和晶体生长速度。这两个参数的变化直接影响到结晶后晶体的形状和尺寸及其他等。为此，有人把钛的结晶过程与铝、铁的结晶进行了试验比较，在相同结晶速度下，钛的生核速度约比铝小1个数量级，比铁小2个数量级。由此可知，钛及其合金结晶过程晶体生长的速度大于晶核生成的速度，结果造成钛和钛合金冷却凝固后倾向于形成粗大的晶粒组织。
影响钛合金结晶过程的主要热物理性能有：结晶热、结晶温度间隔、热容量、导热性和密度等，尤其是热导率和结晶热。钛本身的导热性就比较差，随着合金元素的加入，钛合金的导热性会变得更差，凝固得更馒，最终造成结晶组织粗大。合金的结晶热对钻合金凝固结晶过程产生根大的影响。
另外，钛合金的结晶温度间隔大小对铸造凝固后的结晶特性也有很大的影响。一般认为，结晶温度间隔越宽、初生晶体绝对尺寸越大，在其他条件相同条件下，结晶速度也应该越大，最终形成的晶粒也越粗大。
