टाइटेनिया सबसे बड़ा और सबसे विशाल यूरेनियन चंद्रमा है, और सौर मंडल का आठवां सबसे विशाल चंद्रमा है। इसका घनत्व 1.71 ग्राम/सेमी³ है, जो शनि के उपग्रहों के विशिष्ट घनत्व से बहुत अधिक है, यह दर्शाता है कि इसमें पानी की बर्फ और घने गैर-बर्फ घटकों का लगभग समान अनुपात है; उत्तरार्द्ध भारी कार्बनिक यौगिकों सहित चट्टान और कार्बनयुक्त सामग्री से बना हो सकता है। पानी की बर्फ की उपस्थिति का समर्थन 2001-2005 में किए गए इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकनों से होता है, जिससे चंद्रमा की सतह पर क्रिस्टलीय पानी की बर्फ का पता चला है। टाइटेनिया के अग्रणी गोलार्ध पर जल बर्फ अवशोषण बैंड अनुगामी गोलार्ध की तुलना में थोड़ा अधिक मजबूत हैं। यह ओबेरॉन पर जो देखा गया है उसके विपरीत है, जहां अनुगामी गोलार्ध मजबूत जल बर्फ हस्ताक्षर प्रदर्शित करता है। इस विषमता का कारण ज्ञात नहीं है, लेकिन यह यूरेनस के मैग्नेटोस्फीयर से आवेशित कणों द्वारा बमबारी से संबंधित हो सकता है, जो अनुगामी गोलार्ध पर अधिक मजबूत है (प्लाज्मा के सह-रोटेशन के कारण)। ऊर्जावान कण पानी की बर्फ को बिखेर देते हैं, बर्फ में फंसी मीथेन को क्लैथ्रेट हाइड्रेट के रूप में विघटित कर देते हैं और अन्य कार्बनिक पदार्थों को काला कर देते हैं, जिससे एक गहरा, कार्बन युक्त अवशेष निकल जाता है। पानी को छोड़कर, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा टाइटेनिया की सतह पर पहचाना जाने वाला एकमात्र अन्य यौगिक है कार्बन डाइऑक्साइड, जो मुख्य रूप से अनुगामी गोलार्ध पर केंद्रित है। कार्बन डाइऑक्साइड की उत्पत्ति पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। इसका उत्पादन सौर पराबैंगनी विकिरण या यूरेनस के मैग्नेटोस्फीयर से आने वाले ऊर्जावान आवेशित कणों के प्रभाव में कार्बोनेट या कार्बनिक पदार्थों से स्थानीय रूप से किया जा सकता है। बाद की प्रक्रिया इसके वितरण में विषमता की व्याख्या करेगी, क्योंकि अनुगामी गोलार्ध अग्रणी गोलार्ध की तुलना में अधिक तीव्र मैग्नेटोस्फेरिक प्रभाव के अधीन है। एक अन्य संभावित स्रोत टाइटेनिया के आंतरिक भाग में पानी की बर्फ में फंसे आदिकालीन CO2 का बाहर निकलना है। आंतरिक भाग से CO2 का निकलना इस चंद्रमा पर पिछली भूवैज्ञानिक गतिविधि से संबंधित हो सकता है। टिटानिया को बर्फीले आवरण से घिरे एक चट्टानी कोर में विभेदित किया जा सकता है। यदि यह मामला है, तो कोर की त्रिज्या 520 किलोमीटर (320 मील) चंद्रमा की त्रिज्या का लगभग 66% है, और इसका द्रव्यमान चंद्रमा के द्रव्यमान का लगभग 58% है - अनुपात चंद्रमा की संरचना से तय होता है। टाइटेनिया के केंद्र में दबाव लगभग 0.58 GPa (5.8 kbar) है। बर्फीले आवरण की वर्तमान स्थिति स्पष्ट नहीं है। यदि बर्फ में पर्याप्त अमोनिया या अन्य एंटीफ्ीज़र है, तो टाइटेनिया में कोर-मेंटल सीमा पर एक उपसतह महासागर हो सकता है। इस महासागर की मोटाई, यदि यह मौजूद है, 50 किलोमीटर (31 मील) तक है और इसका तापमान 190 K के आसपास है। हालाँकि टिटानिया की वर्तमान आंतरिक संरचना इसके थर्मल इतिहास पर बहुत अधिक निर्भर करती है, जिसके बारे में बहुत कम जानकारी है।
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टाइटेनिया सबसे बड़ा और सबसे विशाल यूरेनियन चंद्रमा है, और सौर मंडल का आठवां सबसे विशाल चंद्रमा है। इसका घनत्व 1.71 ग्राम/सेमी³ है, जो शनि के उपग्रहों के विशिष्ट घनत्व से बहुत अधिक है, यह दर्शाता है कि इसमें पानी की बर्फ और घने गैर-बर्फ घटकों का लगभग समान अनुपात है; उत्तरार्द्ध भारी कार्बनिक यौगिकों सहित चट्टान और कार्बनयुक्त सामग्री से बना हो सकता है। पानी की बर्फ की उपस्थिति का समर्थन 2001-2005 में किए गए इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकनों से होता है, जिससे चंद्रमा की सतह पर क्रिस्टलीय पानी की बर्फ का पता चला है। टाइटेनिया के अग्रणी गोलार्ध पर जल बर्फ अवशोषण बैंड अनुगामी गोलार्ध की तुलना में थोड़ा अधिक मजबूत हैं। यह ओबेरॉन पर जो देखा गया है उसके विपरीत है, जहां अनुगामी गोलार्ध मजबूत जल बर्फ हस्ताक्षर प्रदर्शित करता है। इस विषमता का कारण ज्ञात नहीं है, लेकिन यह यूरेनस के मैग्नेटोस्फीयर से आवेशित कणों द्वारा बमबारी से संबंधित हो सकता है, जो अनुगामी गोलार्ध पर अधिक मजबूत है (प्लाज्मा के सह-रोटेशन के कारण)। ऊर्जावान कण पानी की बर्फ को बिखेर देते हैं, बर्फ में फंसी मीथेन को क्लैथ्रेट हाइड्रेट के रूप में विघटित कर देते हैं और अन्य कार्बनिक पदार्थों को काला कर देते हैं, जिससे एक गहरा, कार्बन युक्त अवशेष निकल जाता है। पानी को छोड़कर, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा टाइटेनिया की सतह पर पहचाना जाने वाला एकमात्र अन्य यौगिक है कार्बन डाइऑक्साइड, जो मुख्य रूप से अनुगामी गोलार्ध पर केंद्रित है। कार्बन डाइऑक्साइड की उत्पत्ति पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है। इसका उत्पादन सौर पराबैंगनी विकिरण या यूरेनस के मैग्नेटोस्फीयर से आने वाले ऊर्जावान आवेशित कणों के प्रभाव में कार्बोनेट या कार्बनिक पदार्थों से स्थानीय रूप से किया जा सकता है। बाद की प्रक्रिया इसके वितरण में विषमता की व्याख्या करेगी, क्योंकि अनुगामी गोलार्ध अग्रणी गोलार्ध की तुलना में अधिक तीव्र मैग्नेटोस्फेरिक प्रभाव के अधीन है। एक अन्य संभावित स्रोत टाइटेनिया के आंतरिक भाग में पानी की बर्फ में फंसे आदिकालीन CO2 का बाहर निकलना है। आंतरिक भाग से CO2 का निकलना इस चंद्रमा पर पिछली भूवैज्ञानिक गतिविधि से संबंधित हो सकता है। टिटानिया को बर्फीले आवरण से घिरे एक चट्टानी कोर में विभेदित किया जा सकता है। यदि यह मामला है, तो कोर की त्रिज्या 520 किलोमीटर (320 मील) चंद्रमा की त्रिज्या का लगभग 66% है, और इसका द्रव्यमान चंद्रमा के द्रव्यमान का लगभग 58% है - अनुपात चंद्रमा की संरचना से तय होता है। टाइटेनिया के केंद्र में दबाव लगभग 0.58 GPa (5.8 kbar) है। बर्फीले आवरण की वर्तमान स्थिति स्पष्ट नहीं है। यदि बर्फ में पर्याप्त अमोनिया या अन्य एंटीफ्ीज़र है, तो टाइटेनिया में कोर-मेंटल सीमा पर एक उपसतह महासागर हो सकता है। इस महासागर की मोटाई, यदि यह मौजूद है, 50 किलोमीटर (31 मील) तक है और इसका तापमान 190 K के आसपास है। हालाँकि टिटानिया की वर्तमान आंतरिक संरचना इसके थर्मल इतिहास पर बहुत अधिक निर्भर करती है, जिसके बारे में बहुत कम जानकारी है।