主要分为三大类：钛基AB型储氢合金、钛基AB₂型Laves相储氢合金和钛基BCC（体心立方）结构储氢合金。此外，还有钛基准晶储氢合金、钛基非晶态储氢合金等，但暂不具有可应用的综合储氢性能。

钛基AB型储氢合金是TiFe合金，该合金由美国布鲁克海文国家实验室的J.J.瑞利（Reilly）等在1970年发现，其理论储氢量约1.8%，工作温度在室温附近。二元的TiFe合金活化条件苛刻，通过添加少量锰元素可以显著改善其活化工艺。TiFe合金在小型储氢罐中得到广泛应用。其他的钛基AB型储氢合金还有TiNi和TiCu合金等，但综合储氢性能均不如TiFe合金。

钛基AB₂型Laves相储氢合金是在金属间化合物TiMn₂的基础上发展起来的，TiMn₂为MgZn₂型（C₁₄）结构。由于Ti-Mn相图中有较宽的Laves相区，因此偏离该配比的合金仍为单一的Laves相。在TiMn体系中TiMn_1.5的综合储氢性能最佳，室温下即可活化，吸氢后生成TiMn_1.5H_2.4氢化物。通过其他元素部分替代Ti或Mn已经发展出一系列多元储氢合金。

Ti-Cr和Ti-Cr-X（X为V、Mo等过渡金属）等合金具有BCC结构，因此也被称为钛基BCC结构储氢合金。其首次吸氢容量可接近4%，但在常温常压下的可逆容量低于3%。1996年日本丰田公司首次试验在氢燃料电池汽车上使用固态储氢材料作为载体，所用材料就是钛基BCC结构储氢合金。