二氧化钛（TiO2）是一种在自然界广泛存在且应用极为广泛的化合物，主要用途包括作为颜料、催化剂、以及在光催化和环境净化中的应用。

作为颜料，二氧化钛最为人熟知的用途是其在涂料、塑料、纸张和食品色素中的使用。二氧化钛颜料因具有高遮盖力和反射性能，被广泛用于提供白色和亮度。它能有效反射紫外线，因此也常见于防晒霜中。

在环境科学领域，二氧化钛尤其以其光催化性能著称。当二氧化钛暴露于紫外线时，可以促进化学反应，分解空气和水中的有机污染物，如油漆挥发性有机化合物和某些有害细菌，从而净化空气和水。二氧化钛的光催化活性也被用于自清洁表面的开发，如窗户和瓷砖，可以分解附着的污垢和微生物。

在催化领域，二氧化钛用作催化剂或催化剂载体，用于加速各种化学反应，包括在制造过程中帮助合成化学品。

二氧化钛是一个多功能材料，其独特的化学和物理性质使其在工业和环境应用中极为重要。