全世界目前生产海绵钛的工艺基本一致，只在具体的某一工序上方法略有不同。例如，美国使用高品位天然金红石，日本使用高品位天然金红石和人造金红石，而只有我国和俄罗斯使用高钛渣作为海绵钛的主要原料；钛精矿的电炉熔炼，国外普遍采用密闭或半密闭电炉,我国全部为敞口电炉，存在电耗高、成本高、生产能力小等缺点；高钛渣氯化制取TiCl4，国外主要为熔盐氯化炉(俄罗斯)和沸腾氯化炉(美国等)，我国两种方法都有。在Kroll工艺中，钛的氧化物转变为四氯化钛的这一中间步骤是该工艺的关键。镁用作最终还原反应的还原剂，反应生成的氯化镁随后电解还原出镁和氯气，它们可以在该工艺中循环利用。高纯度的四氯化钛可以通过多极浓缩和分馏而获得，其纯度对海绵钛的最终纯度影响较大。

海绵钛是生产所有钛基半成品的主要原料。在将海绵钛铸锭之前，必须采用液压机对海绵钛进行预致密化处理；然后将压块安装到熔炼用的电极上。由于钛和氧的亲和力大，从而压块必须在受到低压氩气保护的等离子焊接室中焊接到电极上，重达13吨的电极也能进行焊接。在传统工艺中，电极随后需要在真空电弧炉中进行至少两次重熔。此外，目前新开发出来的冷床炉（EB-CHM）已经在发达国家中大量被采用。冷床炉的特点是用电子束或等离子束加热熔化的钛锭；铸锭前给钛熔体增加一个流动段，以达到提纯的目的；可以方便地得圆形、长方形钛铸锭。因此，冷床炉熔炼技术可以大量"吃废料"，减少后加工工序，达到降低钛坯锭成本的目的。美国、日本和欧洲已大量采用这种技术。

由于钛熔炼加工技术复杂、加工难度大、技术含量高，目前世界上仅有美国、俄罗斯、日本和中国等四个国家掌握完整的工业化生产技术。