三氧化鈦鐵作為鈦鐵氧化物家族中的重要成員，其分類主要依據(jù)晶體結(jié)構(gòu)特征與化學(xué)計量比差異。最為常見的類型包括黑鈦礦型（偽板鈦礦結(jié)構(gòu)）和鈦鐵礦型（三方晶系），這兩種結(jié)構(gòu)在自然界和工業(yè)制備中都具有重要地位。黑鈦礦型三氧化鈦鐵通常呈現(xiàn)近立方結(jié)構(gòu)，晶格參數(shù)約a=9.18?，在光催化領(lǐng)域表現(xiàn)突出；而鈦鐵礦型則具有典型的ABO3鈣鈦礦衍生結(jié)構(gòu)，其鐵鈦原子呈現(xiàn)有序排列。

從化學(xué)成分角度觀察，非化學(xué)計量比的三氧化鈦鐵變體尤為值得注意，特別是富含氧空位的缺氧型（如TiO2-δ·Fe2O3）和富鐵型（Fe2TiO5）材料。這些變體會顯著改變材料的電導(dǎo)率（10-4-10-1S/cm）和磁學(xué)特性，使其在傳感器和自旋電子器件中展現(xiàn)特殊性能。需要重點關(guān)注的是，不同合成方法往往會導(dǎo)致相組成差異，比如溶膠-凝膠法制備的樣品通常比固相反應(yīng)產(chǎn)物含有更多亞穩(wěn)態(tài)相。

在工業(yè)應(yīng)用層面，三氧化鈦鐵還可以根據(jù)粒度分布進(jìn)行細(xì)分，納米級（<100nm）材料因其更大的比表面積（50-200m2/g）而具有更強(qiáng)的表面活性。特別是在催化領(lǐng)域，介孔結(jié)構(gòu)的三氧化鈦鐵（孔徑2-50nm）往往展現(xiàn)出反常的高催化效率，這與其特殊的孔道擴(kuò)散機(jī)制密切相關(guān)。某些摻雜改性的三氧化鈦鐵，如摻入鉻或鎳的變體，更是形成了獨立的功能材料分支。