Trong TiCl3, mỗi nguyên tử Ti có electron lớp d, làm cho các dẫn xuất của nó paramagnetic, tức là chất bị thu hút vào một từ trường. Trihalogen của hafini và zirconi: trong các kim loại nặng hơn này liên kết kim loại với kim loại. Các dung dịch của titan(III) clorua là tím, phát sinh từ kích thích của electron lớp d của nó.

Có bốn dạng rắn hoặc đa hình của TiCl3. Những dạng này có thể được phân biệt bằng tinh thể học cũng như bởi tính chất từ ​​của chúng, điều này cho phép trao đổi tương tác. β-TiCl3 kết tinh màu nâu. Cấu trúc của nó bao gồm các chuỗi bát diện TiCl6 chia sẻ mặt đối diện sao cho Ti - Ti gần nhất là 2,91 Å. Khoảng cách ngắn này cho thấy sự tương tác giữa kim loại và kim loại mạnh mẽ (xem hình ở phía trên bên phải). Ba dạng "lớp" màu tím, được đặt tên theo màu sắc của chúng và xu hướng vảy, được gọi là alpha, gamma và delta. Trong α-TiCl3, các anion clorua có hình lục giác kín. Trong γ-TiCl3, các anion cloua có chứa khối kín. Cuối cùng, rối loạn chuyển đổi thành công, gây ra một trung gian giữa cấu trúc alpha và gamma, được gọi là hình thức delta (δ). Các cạnh TiCl6 chia sẻ trong mỗi hình thức, với 3,60 Å là khoảng cách ngắn nhất giữa các cation titan. Khoảng cách lớn giữa các cation titan không cho phép liên kết kim loại-kim loại trực tiếp. Trái lại, sự liên kết Zr-Zr trực tiếp có trong clorua zirconi(III). Sự khác nhau giữa các vật liệu Zr(III) và Ti (III) được cho là do bán kính của các kim loại này.[2]