同其它金属一样，和钛板的再结晶过程也是在变形后的组织上，在结晶晶粒的生核长大过程。此时晶格类型不发生变化，但有力学性能的变化。
这一过程受到冷变形程度、加热温度及保温时间的影响，并可通过冷变形率、加热温度和再结晶晶粒尺寸的三维再结晶出来。合金元素对纯钛开始再结晶温度的影响已在前节叙述过了。
除铌和钴外，一般常用的合金元素和杂质元素均能提高钛的再结晶温度。测定再结晶主要采用金相观察和X射线衍射相结合的方法。当再结晶发生时，形变后的纤维组织上出现细小的等轴晶粒。
同时x射线背反射劳厄图相上的衍射环开始变为不连接的斑点。对于可热处理β合金，还可以用不完全时效（500℃/4～8小时，空冷）的方法显示再结晶组织。
钛合金板经不完全时效后的未再结晶晶粒在腐蚀后呈暗色。经测定，TA2纯钛的开始再结晶温度为550℃左右，TA7钛合金约为600℃，TC4钛合金约为700℃，TB2合金则750℃。
