Teolliseen tuotantoon tultuaan titaani ja polkupyörä ovat muodostaneet erottamattoman siteen. Titaanin ja titaaniseoksen käyttö polkupyörissä alkoi Japanissa. Vuonna 1999 kansallisen polkupyöräteollisuusyhtiön kokoontaitettava polkupyörä oli tuolloin maailman kevyin polkupyörä, jonka massa oli vain 6,5 kg ja kauppanimellä "ToRenKuRu 6500". Pyörässä on sekä titaaniseoksesta että teollisesti puhdasta titaanirakenneosat.
Yleensä kevyiden polkupyörien voimansiirtorakenteesta ja jarruosista 70–80 prosenttia on valmistettu alumiiniseoksesta ja 20 prosenttia terästä. Titaaniseoksesta valmistettuja rakenneosia voidaan käyttää polkupyörissä, kuten runko, nopeudenvaihtovaihde, jarrulevy jne. tällä hetkellä titaaniseoksesta valmistettua rakennerunkoa käytetään pääasiassa kilpa-autoissa ja korkealuokkaisissa autoissa. Yleisissä polkupyörissä on 36 pinnoja, kun taas titaaniseospyörissä on vain 24 pinnoja. Pinnojen määrän vähentäminen ei ainoastaan heikennä auton laatua, vaan myös tuulenvastusta. Se voidaan valmistaa puhtaasta titaanista, Ti6Al4V, Ti6Al4VEL1, Ti3Al2.5V putkien valmistuksesta.
Titaanirunko on kevyempi kuin kromimolybdeeniseosteräsrunko, mukavampi ajaa ja pidempi käyttöikä. Litespeedin valmistaman titaanirungon keskimassa on vain 1,5 kg, mutta hinta on yli 3500 US dollaria/sarja. Campagnolo, Italia, käyttää titaania ja titaaniseosta kilpa-autojen rakenneosien, kuten kapseloitujen voimansiirron lukkonaulojen, vasemmanpuoleisten mutterien, tapittomien kampiakselien, etu- ja takanapa-akselien, vasen ja oikea poljinakselien, valmistukseen.
