钛酸钡是钡和钛的混合氧化物，也称偏钛酸钡，化学式为BaTiO₃。钛酸钡是一个铁电陶瓷材料，有光折射效应及压电性质。其固态时可有五种晶体结构，温度从高到低依次为：六方、等轴、四方、斜方及三方晶系。除等轴外，其余的结构都呈现铁电性。

钛酸钡被用作陶瓷电容器的介电材料、麦克风和其他传感器的压电材料。

多晶钛酸钡显示正的温度系数，使之成为热敏电阻和自我调节电热系统的有用材料。

全致密奈米结晶（nanocrystalline）钛酸钡的介电系数高达40%，比其他同样以传统方法制造的材料更高。

钛酸钡结晶被用于非线性光学。它有高的光耦合增益，并能维持在可见光和近X线波段。

它在自泵浦相位共轭（self-pumped phase conjugation，SPPC）的应用所使用的材料中有最高的反射率。它可用于连续波四波混频（four-wave mixìng）毫瓦远程光功率。在光折变应用中，钛酸钡可以掺杂其他各种元素，例如铈。