نانوذرات دی اکسید تیتانیوم نانوساختارهایی هستند که بیشتر در کرم‌های ضد آفتاب تجاری موجود استفاده می‌شوند، زیرا توانایی آن‌ها در بازتاب و پخش پرتوهای فرابنفش A (UVA، 320-400 نانومتر) و فرابنفش B (UVB، 290-320 نانومتر) و محافظت در برابر آفتاب سوختگی و پیری پوست در اثر تابش نور است. به عنوان فیلتر اشعه فرابنفش می­توان آن را در فرمولاسیون­های آرایشی و بهداشتی با غلظت معین استفاده کرد. مزایای استفاده از نانوذرات TiO2 مساحت سطح بالای آنها، افزایش خواص پراکندگی و انعکاس پرتوهای فرابنفش و شفافیت در نور مرئی است.

در طبیعت بلورهای دی اکسید تیانیوم در سه فاز کریستالی آناتاز، بروکیت و روتایل وجود دارند که در شرایطی می ­توانند به هم تبدیل شوند. در اندازه 35 تا 100 نانومتر دی اکسید تیتانیوم در فاز روتایل پایدار است.

زمانی که دی­ اکسید تیتانیوم بر روی پوست قرار گیرد تابش نور با طول موج معین ایجاد زوج الکترون-حفره می‌کند. زوج الکترون-حفره در بسیاری از نیم ه­رساناها به سرعت بازترکیب شده اما در تیتانیوم دی اکسید قبل از اینکه بازترکیبی رخ دهد، حامل­ ها در سطح ماده به تله می ­افتند و حالت برانگیخته خود را بیشتر حفظ می کنند تا با گونه ­های دیگر وارد واکنش شوند. این یکی از خواصی است که یک فوتوکاتالیست عالی از ماده می ­سازد.

نانوذرات تیتان یکی از سه نانومواد فراگیر تولید شونده به همراه نانو ذرات دی اکسید سیلیکون و اکسید روی است و دومین نانو ماده پر استفاده در محصولات مصرفی است. به دلیل استفاده طولانی از آن به عنوان یک ماده شیمیایی ، می­ توان آن را یک “نانو ماده قدیمی” در نظر گرفت.

نانوذرات دی­ اکسید تیتانیوم در مسکن و ساخت و ساز به عنوان افزودنی برای رنگ ها، پلاستیک‌ ها، سیمان‌ ها ، پنجره ها، کاشی ها و سایر محصولات به دلیل خاصیت جذب  UV و استریل کننده فوتوکاتالیستی آن، به عنوان مثال در پوشش های ضدبخار و پنجره های خود تمیزشونده استفاده می‌شوند. نانوذرات دی ­اکسید تیتانیوم همچنین در ال‌ئی‌دی (LED) و سلول‌های خورشیدی استفاده می شوند.  علاوه بر این، از خاصیت فوتوکاتالیستی دی­اکسید تیتانیوم می­توان برای تجزیه ترکیبات آلی و ارگانیک موجود در فاضلاب استفاده کرد. محصولات نانو ذره دی­اکسید تیتانیوم گاهی اوقات با پوشش سیلیکا یا اکسید آلومینیوم و یا دیگر فلزات برای کاربردهای خاص تهیه می­ شوند.