金紅石是礦物主要組成的二氧化鈦（二氧化鈦₂），并且是TiO 2的最常見的天然形式₂。TiO?₂的其他稀有多晶型物是已知的，包括銳鈦礦、赤鐵礦和板鈦礦。

金紅石在任何已知晶體的可見光波長處具有最高的折射率之一，并且還具有特別大的雙折射和高色散。由于這些特性，可用于制造某些光學元件，尤其是偏振光學元件，以用于更長的可見光和紅外波長，最高可達約4.5μm。

天然金紅石可能含有高達10％的鐵以及大量的鈮和鉭。金紅石得名于拉丁?rutilus，紅色，是指在透射光下觀察到的一些標本中的深紅色。金紅石最早是由亞伯拉罕·戈特洛布·沃納（Abraham Gottlob Werner）于1803年描述的。

金紅石具有四邊形晶胞，其晶胞參數a = b = 4.584?，c = 2.953?。鈦陽離子的配位數為6，這意味著它們被6個氧原子的八面體包圍。氧陰離子的配位數為3，導致三角平面配位。當順序查看其八面體時，金紅石還顯示了一個螺釘軸。

最通常觀察到金紅石晶體表現出棱柱形或針狀生長習性，并沿其c軸（[001]方向）具有優先取向。由于金紅石的{110}面表現出最低的表面自由能，因此在熱力學上最穩定，因此這種生長習慣受到青睞。^[8]金紅石的c軸取向生長明顯出現在該階段的納米棒，納米線和異常晶粒生長現象中。

在沙灘沙中，金紅石的數量足夠多，是重礦物和礦床的重要組成部分。礦工提取并分離出有價值的礦物 ，例如金紅石、鋯石和鈦鐵礦。金紅石的主要用途是制造耐火陶瓷，作為顏料，以及生產鈦金屬。

金紅石粉是一種極好的白色顏料，可用于油漆、塑料、紙張、食品和其他需要亮白色的應用中。二氧化鈦顏料是全球范圍內xxx的鈦用途。金紅石的納米級顆粒是透明的可見光，但在高效吸收的紫外線輻射。與塊狀金紅石相比，納米級金紅石顆粒的紫外線吸收發生了藍移，因此納米粒子吸收了更高能量的紫外線。因此，它們被用于防曬霜中以防止紫外線引起的皮膚損傷。

寶石中的金紅石針很小，是造成稱為星象的光學現象的原因。人造寶石被稱為“明星”寶石。明星藍寶石，明星紅寶石和其他“明星”寶石備受追捧，并且通常比普通寶石更有價值。

金紅石被廣泛用作焊接電極覆蓋物。它也用作ZTR指數的一部分，該指數對高度風化的沉積物進行了分類。

金紅石作為一種大的帶隙半導體，在近幾十年來一直是作為在光催化和稀磁性中應用的功能性氧化物的應用的重要研究對象。研究工作通常利用少量的合成金紅石而不是礦物沉積衍生的材料。

合成金紅石最初于1948年生產，并以多種名稱出售。它可以通過Becher工藝由鈦礦石鈦鐵礦生產。高純度的合成金紅石是透明的，幾乎是無色的，呈黃色，呈大塊狀。可以通過摻雜將合成金紅石制成多種顏色。高折射率賦予金剛烷?光澤和強烈的折射，從而產生類似鉆石的外觀。接近無色的鉆石替代品以“ Titania”出售，這是該氧化物的老式化學名稱。但是，金紅石在珠寶中很少使用，因為它不是很堅硬（耐刮擦），在莫氏硬度標度上僅為約6?。

由于人們日益關注銳鈦礦相和金紅石相（以及兩相的兩相混合物）中二氧化鈦的光催化活性，因此在實驗室條件下，通常通過溶液制備粉末狀和薄膜狀的金紅石型TiO?₂。無機前體（通常為TiCl?₄）或有機金屬前體（通常為醇鹽，如異丙醇鈦，也稱為TTIP）的基本路線。根據合成條件，要結晶的xxx相可以是亞穩態銳鈦礦相，然后可以通過熱處理將其轉變為平衡金紅石相。金紅石的物理性質經常通過摻雜劑通過改善光生電荷載流子的分離，改變電子帶結構和改善表面反應性而賦予改善的光催化活性。