Το διοξείδιο του τιτανίου έχει διάφορες λειτουργίες στο καουτσούκ, όπως χρωματισμό, ενίσχυση, αντιγήρανση και πλήρωση. Η προσθήκη διοξειδίου του τιτανίου σε λευκά και έγχρωμα προϊόντα από καουτσούκ μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή στις καιρικές συνθήκες, την αντοχή στις ρωγμές και τις μηχανικές ιδιότητες των προϊόντων από καουτσούκ. Το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί να αποτρέψει τη γήρανση του καουτσούκ και τις ρωγμές υπό συνθήκες φωτός και έχει καλές ικανότητες ανάκλασης και απορρόφησης για τις υπεριώδεις ακτίνες, αποτρέποντας έτσι τη γήρανση και την παραμόρφωση των προϊόντων από καουτσούκ που προκαλούνται από τη μακροχρόνια έκθεση στο ηλιακό φως.
Επιπλέον, το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί επίσης να βελτιώσει την αντοχή των προϊόντων από καουτσούκ στις ρωγμές αυξάνοντας την αντοχή και τη σκληρότητά τους. Το σύνθετο σύστημα που σχηματίζει αυξάνει τη δομική αντοχή και τη θερμική σταθερότητα του καουτσούκ, μειώνοντας τον κίνδυνο τεντώματος ή σχίσιμο. Στην παραγωγή ελαστικών αυτοκινήτων, συνήθως προστίθεται μια ορισμένη ποσότητα διοξειδίου του τιτανίου ρουτιλίου για να ενισχύσει την αντοχή του στο όζον και τις υπεριώδεις ακτίνες.
Η εφαρμογή του διοξειδίου του τιτανίου στην επεξεργασία του καουτσούκ δεν περιορίζεται στα ελαστικά αυτοκινήτων, αλλά χρησιμοποιείται επίσης ευρέως σε παπούτσια από καουτσούκ, δάπεδα από καουτσούκ, γάντια, αθλητικό εξοπλισμό και άλλους τομείς.