Методом рентгеновской дифракции изучена структура неупорядоченного и упорядоченного монооксида титана, содержащего структурные вакансии в обеих подрешетках. Выполнен симметрийный анализ образующейся моноклинной сверхструктуры Ti505 (пространственная группа С2/m), определен род и канал фазового перехода беспорядок—порядок TiOy — Ti5O5. Рассчитаны функции распределения атомов титана и кислорода в металлической и неметаллической подрешетках монооксида титана. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии измерена теплоемкость монооксидов титана TiOy (0,8 < у < 1,27) в неупорядоченном и упорядоченном состояниях в интервале температур от 340 до 600 К. Впервые найдены зависимости теплоемкости, энтальпии и энтропии от состава и структурного состояния монооксида титана ТiOy. Обнаружено заметное влияние структурного состояния на величину теплоемкости. Установлено, что в указанном интервале температур зависимость Сp(Т) хорошо описывается функцией, учитывающей дебаевский вклад и вклад электронной теплоемкости.