Una capa de agua líquida puede que esté presente en el límite entre el núcleo y el manto.

Titania sufrió probablemente un remodelado superficial endógeno que eliminó una antigua superficie más craterizada.

[14]​ Finalmente Lassell numeró los cuatro satélites conocidos hasta ese momento por orden de su distancia al planeta y por tanto Titania fue denominada como Urano III.

[18]​ Este bombardeo supone el oscurecimiento de esos hemisferios, efecto que se observa en todos los satélites excepto en Oberón.

[17]​ Debido a la gran inclinación del eje de rotación de Urano que le hace estar "tumbado" respecto del Sol, al girar sus satélites en el plano ecuatorial también se ven sometidos a un ciclo estacional extremo.

[17]​ Una vez cada 42 años, cuando Urano está en el equinoccio y su plano ecuatorial interseca con la Tierra, se producen ocultaciones mutuas de los satélites.

Partículas de alta energía someten a la superficie a un proceso de pulverización catódica descomponiendo el agua y los compuestos orgánicos, dejando como residuo un oscuro material rico en carbono.

[17]​ Excepto el agua, el único compuesto identificado en la superficie de Titania por espectroscopia infrarroja es el dióxido de carbono, que se concentra fundamentalmente en el hemisferio trasero.

[17]​ El interior de Titania puede dividirse en un núcleo rocoso rodeado por un manto helado.

[22]​ Por otro lado, los depósitos de impactos recientes son más azulados, mientras que las suaves llanuras del hemisferio delantero, respecto al sentido de la traslación del satélite, cerca del cráter Úrsula y a lo largo de algunas fosas tectónicas son más rojos.

[23]​ Es posible que exista una asimetría entre los hemisferios delantero y trasero.

El enrojecimiento de la superficie se debe probablemente a la erosión espacial causada por el bombardeo de partículas cargadas y micrometeoritos durante toda la vida del sistema solar.

[16]​ Todos los cráteres de Titania tienen fondos planos y picos centrales.

En algunos lugares, las fallas paralelas en la corteza helada de Titania forman fosas tectónicas.

Los segundos también fueron globales en su alcance, pero solo fueron activos durante un tiempo concreto después de su formación.

[23]​ Estos procesos arrasaron el terreno original fuertemente craterizado, explicando el relativamente bajo número de cráteres presentes en la superficie de Titania hoy en día.

[3]​ Otros gases como nitrógeno o metano es improbable que estén presentes porque la débil gravedad del satélite no puede evitar que escapen al espacio.

Durante el verano, cuando las temperaturas polares alcanzan los 85-90 K,[17]​[3]​ el dióxido de carbono se sublima y migra al polo opuesto y a las regiones ecuatoriales, dando comienzo a un tipo de ciclo del carbono.

[27]​ Los satélites formados en esta nube contendrían menos hielo de agua, con CO y N2 atrapados como clatratos y más roca, explicando la mayor densidad.

[27]​ Los impactos que acompañaron la acreción causaron el calentamiento de la capa externa del satélite.

[28]​ Antes del final del proceso de formación, la superficie se congeló mientras el interior seguía calentado debido a la desintegración de elementos radiactivos presentes en las rocas.

Una capa de agua líquida rica en amoniaco disuelto puede haberse formado en el límite entre el núcleo y el manto.

En el momento del sobrevuelo, el hemisferio sur de Titania apuntaba al Sol, mientras que el hemisferio norte estaba en oscuridad y no pudo ser estudiado.