Na termin „właściwości optyczne” składa się szereg odrębnych cech pigmentu, takich jak: zdolność rozpraszania, białość, zdolność rozjaśniania, odcień, czy siła krycia, uzupełnianych często o właściwości pigmentowanych powłok: połysk i zamglenie połysku (miara „czystości” połysku).
W mniejszym lub większym stopniu, wszystkie z nich uzależnione są od struktury krystalograficznej, składu chemicznego (rodzaju obróbki powierzchniowej i obecnych zanieczyszczeń), rozkładu wielkości cząstek i dyspergowalności pigmentu. Spośród pigmentów i wypełniaczy, dwutlenek tytanu charakteryzuje się najwyższym współczynnikiem załamania światła, a tym samym największą zdolnością jego rozpraszania. Pozwala to czynić pigmentowane wyroby niemal idealnie białymi i nieprzezroczystymi. Tym właśnie unikalnym właściwościom optycznym biel tytanowa zawdzięcza miano najlepszego białego pigmentu. Niejednokrotnie dwutlenek tytanu jest jedynym pigmentem pozwalającym na uzyskanie odpowiedniej barwy i nieprzezroczystości wyrobu.
Biel tytanowa odbija promieniowanie świetlne z niemalże jednakowo wysoką efektywnością w całym zakresie światła widzialnego (stąd jej wysoka białość). Jedynie w fioletowej części widma wykazuje się nieznaczną absorpcją (silniejszą w przypadku odmiany rutylowej). Wynikiem tego jest jej żółtawy odcień pogłębiający się ze wzrostem poziomu zanieczyszczeń w pigmencie. W przeciwieństwie do białości, która w dużym stopniu jest uzależniona od czystości pigmentu, zdolność rozpraszania czy zdolność rozjaśniania zależy przede wszystkim od rozkładu wielkości cząstek pigmentu (pomiar zdolności rozjaśniania i odcienia jest najszerzej stosowaną pośrednią metodą oceny rozkładu wielkości cząstek pigmentu). Rozkład wielkości cząstek pigmentu ma także zasadniczy wpływ na połysk i zamglenie połysku powłok. Ze zmniejszaniem się wielkości cząstek pigmentu rośnie połysk i jednocześnie spada zamglenie połysku, co przyczynia się do poprawy wyglądu powłoki. Z powyższych względów niezmiernie istotną rolę odgrywa właściwy przebieg procesu dyspergowania pigmentu, prowadzący do rozbicia aglomeratów na cząstki podstawowe i ich jednorodnego rozprowadzenia w pigmentowanym układzie. Niekiedy proces ten jest prowadzony przez odbiorców pigmentu w sposób niewystarczająco efektywny. Nie pozwala to na pełne rozwinięcie potencjalnych właściwości pigmentu, a tym samym uzyskanie maksymalnej efektywności w danym zastosowaniu.
Przy doborze gatunku pigmentu należy uwzględniać specyfikę pigmentowanego układu: m.in. rodzaj spoiwa, stężenie objętościowe pigmentu i wypełniaczy, sposób otrzymywania powłoki i jej przeznaczenie. Liczne badania dowodzą, że w powłokach o stężeniu objętościowym pigmentu (SOP) poniżej stężenia krytycznego (najczęściej posiadających wysoki połysk) najlepsze rezultaty daje użycie pigmentów o drobniejszych cząstkach, podczas gdy, w powłokach o SOP powyżej krytycznego (najczęściej matowych) korzystniej jest zastosować pigmenty głęboko obrabiane powierzchniowo, o większych cząstkach. Wynika to z nieco odmiennego mechanizmu rozpraszania światła zachodzącego w obu tych układach. W pierwszym, światło jest rozpraszane przez otoczone spoiwem, równomiernie rozproszone cząstki pigmentu; w drugim przez tylko częściowo otoczone spoiwem, często stykające się ze sobą cząstki pigmentów i wypełniaczy. Ten drugi przypadek rozpraszania światła określa się terminem tzw. „suchego krycia”. Między innymi z powodu powyższych odmienności nieustanne poszukiwania „uniwersalnego” gatunku bieli tytanowej nie przynoszą w pełni oczekiwanych rezultatów.
Biorąc pod uwagę specyfikę wynikającą z różnej zawartości pigmentu w powłoce, Grupa Azoty Zakłady Chemiczne „Police” S.A. oferuje do nisko pigmentowanych powłok (o wysokim połysku) gatunki TYTANPOL® R-001, R-003 i R-210, a do powłok o wysokim SOP (matowych) głęboko obrabiane gatunki TYTANPOL® R-211.
Podsumowując, optymalne dobranie właściwości fizykochemicznych i optycznych pigmentu, stosownie do specyfiki końcowego zastosowania, jest warunkiem koniecznym do pełnego wykorzystania jego właściwości pigmentacyjnych.