二硼化钛（TiB2）因其优异的物理和化学性质，具有广泛的应用领域。
高温部件和保护层：二硼化钛具有高熔点、抗氧化、耐腐蚀和耐磨等特性，常用于制作高温部件和保护层，如高温苛刻环境下的耐磨部件、切割刀具、模具、喷咀及密封件等。
电子和电气应用：由于其良好的导电性和抗熔化金属侵蚀能力，二硼化钛被用于制作蒸发器皿、熔化金属坩埚、铝电解槽阴极、火花塞及其它电极和触头材料。
军事应用：由于其低密度和其他优良特性，二硼化钛也被用作军备材料。
复合材料：二硼化钛可以作为晶粒细化及颗粒强化添加剂，加入铝基、铜基、铁基材料中，以改善材质的机械力学及理化特性。此外，它还可以与SiC、AIN、BN、TiC等非氧化陶瓷复合，形成具有更高机械强度和抗破裂韧性的新材料。
高科技工业应用：二硼化钛在高科技工业中也有重要应用，例如用于制造核反应堆和铝生产电解装置的中子吸收材料，以及用于生产耐火陶瓷、高强度表面涂层、高温半导体和电流棒等。