ה'גנים' הביצועים של מטילי טיטניום נקבעו במהלך שלב תכנון הסגסוג שלהם.
על פי השלבים היציבים בטמפרטורת החדר, סגסוגות טיטניום מחולקות בעיקר לסוג אלפא, סוג ליד אלפא, (אלפא+בטא) וסוג בטא. אלמנט האלפא מייצב אלומיניום (Al) יכול לשפר משמעותית את החוזק והחוזק התרמי של סגסוגות; - יסודות יציבים כגון מוליבדן (Mo), ונדיום (V), כרום (Cr) וכו' יכולים לשפר את יכולת ההתקשות ולשפר את יכולת חיזוק הטיפול בחום. סגסוגת TC4 (Ti-6Al-4V) הקלאסית ביותר משיגה איזון מושלם של חוזק גבוה, קשיחות טובה, יכולת עיבוד מצוינת ועמידות בפני קורוזיה באמצעות ההשפעה הסינרגטית של אלומיניום ונדיום. השימוש בו מהווה יותר ממחצית מכל חומרי הטיטניום. ליבה נוספת של עיצוב סגסוגת היא שליטה קפדנית על יסודות ביניים כגון חמצן (O), חנקן (N) ומימן (H). חמצן הוא משפר טבעי, אך כמויות מוגזמות עלולות לפגוע במהירות בביצועי הקשיחות והעייפות של חומרים; מימן הוא "רעל" שיש להסירו ככל האפשר כדי למנוע התפרקות מימן. לכן, הסגסוגת של מטילי טיטניום היא מדע מדויק הכולל איזון ובקרה מדויקים ביותר של יחס יסודות הסגסוגת הראשית ותכולת יסודות הטומאה בהנחיית דיאגרמות פאזות רב-משתניות, על מנת "להתאים אישית" חומרים העומדים בתנאי שירות ספציפיים.
