氯化法是用含鈦的原料，以氯化高鈦渣、或人造金紅石、或天然金紅石等與氯氣反應生成四氯化鈦，經精餾提純，然后再進相氧化；在速冷后，經過氣固分離得到TiO2。該TiO2因吸附一定量的氯，需進行加熱或蒸氣處理將其移走。該工藝簡單，但在1000℃或更高條件氯化，有許多化學工程問題如氯、氯氧化物、四氯化鈦的高腐蝕需要解決，再加上所用的原料特殊，較之硫酸法成本高。

二氧化鈦(或稱鈦白粉)廣泛用于各類結構表面涂料、紙張涂層和填料、塑料及彈性體，其它用途還包括陶瓷、玻璃、催化劑、涂布織物、印刷油墨、屋頂鋪粒和焊劑。鈦白粉生產工藝有兩種：即硫酸鹽工藝和氯化物工藝,硫酸鹽法的技術比氯化物法簡單，可以用品位低和比較便宜的礦物。如今世界上約有47%產能采用硫酸鹽工藝，53%產能為氯化物工藝。

一般認為在165℃以下幾乎不進行晶型轉化，超過730℃時轉化得很快。金紅石型是二氧化鈦穩(wěn)定的結晶形態(tài)，結構致密，與銳鈦型相比有較高的硬度、密度、介電常數(shù)與折光率。

吸濕性 二氧化鈦雖有親水性，但其吸濕性不太強，金紅石型較銳鈦型為小。二氧化鈦的吸濕性與其表面積的大小有一定關系，表面積大，吸濕性高，還與表面處理與性質有關。