Сферами науково-технічної діяльності НДІТитану є:

виконання наукових досліджень та дослідно-конструкторських робіт;
розроблення та впровадження нових і вдосконалення існуючих технологій та обладнання в галузі виробництва кольорових металів;
підвищення технічного рівня виробництв кольорових металів;
забезпечення підвищення вилучення кольорових металів та комплексного використання сировини із знезараженням, переробленням та утилізацією відходів виробництва, розроблення та впровадження безвідходних та безстічних технологічних процесів та заходів із захисту навколишнього середовища;
розроблення нових матеріалів та енергозберігаючих технологічних процесів і впровадження їх у виробництво;
визначення найбільш ефективних галузей застосування кольорових металів, в першу чергу, титану та магнію, вивчення та вдосконалення структури їх споживання;
розроблення державних програм та концепцій створення, розвитку та реформування виробництва кольорових металів в Україні.

До складу НДІТитану входять

лабораторія електротермії та технічної екології (№1);
лабораторія хлорних процесів(№2);
лабораторія металотермії та порошкової металургії (№3);
лабораторія електрохмічних виробництв (№6);
лабораторія очистки технологічних газів(№20);

В останні роки в металургії кольорових металів були виконані наступні розробки:

літій – технологія вилучення літію та його солей з літійвміщуючої сировини Полохівського родовища з отриманням технічно чистого карбонату літію, який має широкий попит на світовому ринку;
діоксид титану – технологія збагачення ільменітових концентратів із зменшенням в них вмісту оксиду хрому; технологія виплавлення титанових шлаків із знехромленого концентрату для подальшого перероблення їх на пігментний діоксид титану сульфатним методом; елементи технології отримання пігментного діоксиду титану хлорид ним способом з використанням вітчизняної сировини для виробництва пігментів високої якості;
кремній – технологія хлорування кремнійвміщуючої сировини та гідрування отриманого тетрахлориду кремнію;
марганець – технологія отримання електролітичного марганцю з розчинів сульфату марганцю після їх очищення;
галій – технологія отримання галію з маточних розчинів глиноземного виробництва;
цинк – пірометалургійна технологія отримання цинквміщуючого клінкеру для подальшого гідрометалургійного перероблення з отриманням чорнового цинку;
феросплави – випробування різних видів сировинних матеріалів з метою отримання концентратів для виробництва феросплавів; технологія виробництва феротитану; металургійне випробування титано-магнетитових концентратів Федорівського родовища з метою отримання ферованадію;
порошки титану та інших металів, вироби з них – технологія виготовлення порошків титану та інших металів; технологія виготовлення з порошків титану пористих спечених виробів у вигляді дисків, втулок, стаканів, труб, кілець Рашига та інших елементів апаратури для використання в хімічній, текстильній, металургійній та інших галузях промисловості при роботі в агресивних середовищах як фільтрувальних елементів; технологія отримання гідриду титану з титанових порошків;
титан – повний комплекс робіт, починаючи від отримання титанових шлаків й до перероблення та утилізації відходів виробництва;
технологія отримання титанових шлаків в РТП, технологія хлорування титанових шлаків з отриманням технічного тетрахлориду титану;
технологія глибокого очищення тетрахлориду титану; технологія та обладнання магнієтермічного відновлення тетрахлориду титану;
технологія вакуумної сепарації реакційної маси; технологія та обладнання перероблення блоків губчастого титану з отриманням товарних партій;
магній – технологія отримання гранульованого магнію для десульфурації чавуну; технологія та обладнання для отримання магнію у бездіафрагменних електролізерах; піч безперервного рафінування магнію; комплекс досліджень та випробувань вітчизняних бішофітних родовищ з метою забезпечення України власною магнієвою сировиною;
цирконій – технологія магнієтермічного отримання губчастого цирконію, випробувана на пілотних установках; технологія магнієтермічного отримання Ti-Zr лігатур; технологія отримання губчастого титану, легованого цирконієм;
алюміній – технологія електролітичного отримання алюмокремнієвих сплавів; технологія сухого збагачення бокситів;
ванадій – три варіанти технології вилучення ванадію з хлорид них відходів з організацією виробництва п’ятиокису ванадію;
скандій – технологія перероблення хлорид них відходів з вилученням скандію;
ніобій – технологія перероблення відходів з вилученням тантал-ніобієвого концентрату з вмістом суми пентаоксидів танталу та ніобію не нижче 60%; технологія метало термічного отримання ніобію;
германій – комплекс досліджень з вилучення германію в різних видів германійвміщуючих відходів, в тому числі з надсмольних вод коксохімічних заводів.