Tên lửa Titan IV có thiết kế dài hơn tên lửa Titan III với tầng đẩy khởi tốc nhiên liệu rắn ở bên thân tên lửa. Tên lửa Titan IV có khả năng sử dụng tầng đẩy mang tải trọng Centaur, tầng đẩy mang tải trọng Inertial Upper Stage (IUS) của Không quân Mỹ, hoặc không sử dụng tầng đẩy tải trọng. Tên lửa này phần lớn sử dụng cho mục đích phóng tải trọng vệ tinh quân sự và cho CIA. Tuy nhiên, nó cũng được sử dụng cho mục đích khoa học thuần túy, ví dụ như phóng tàu thăm dò sao Thổ Cassini/Huygens cho NASA–ESA vào năm 1997.

Khi bắt đầu được đưa vào chế tạo, tên lửa Titan IV là loại tên lửa đẩy phóng tàu vũ trụ không người lái mạnh nhất của Mỹ, tương ứng cả về chi phí sản xuất và vận hành. Vào thời điểm Titan IV đi vào hoạt động, các yêu cầu của Bộ Quốc phòng và NRO về việc phóng vệ tinh đã giảm dần do sự cải thiện về tuổi thọ của vệ tinh do thám và nhu cầu trinh sát ngày càng giảm sau khi Liên Xô tan rã. Điều này cùng với việc áp dụng các công nghệ mới đã làm cho giá thành mỗi lần phóng tên lửa ngày càng tăng cao.