С применением методов рентгеноструктурного анализа, растровой и просвечивающей электронной микроскопии проведено исследование влияния продолжительности механической активации на морфологию и структуру порошка титана. В процессе обработки выявлены этапы: дробления исходных порошинок, объединения в крупные конгломераты, овализации конгломератов. Обнаружено, что с увеличением продолжительности механической активации существенное уменьшение характерных размеров зон когерентного рассеяния сопровождается ростом величины микроискажений, при этом наблюдается интенсивная фрагментация кристаллической решетки внутри порошинок с формированием высокодефектных наноструктурных состояний. Трансформация микроструктуры сопровождается существенным увеличением значений микротвердости.