La celda unidad del rutilo es tetragonal y contiene dos iones titanio, uno en el centro y ocho en los vértices. Estos éltimos compartidos cada uno por ocho celdas por lo computan 8x1/8=1.
Hay cuatro iones óxido, dos dentro de la celda y cuatro en las caras. Estos últimos, al estar compartidos por dos celdas computan 4x1/2=2.
Cada ion óxido se encuentra rodeado por tres iones titanio, en un entorno triangular plano. Los iones titanio se encuentran en un entorno octaédrico de iones óxido. Veremos como los iones situados en los vértices de la celda se encuentran en el mismo entorno.
Esta estructura se describe mejor en base a poliedros. Si un octaedro TiO6 comparte dos aristas opuestas con otros octaedros, se genera una cadena, de octaedros. A su vez, esta cadena comparte dos iones óxido libres para formar, tres cadenas. Finalmente otras dos cadenas más se conectan para formar un conjunto de cinco cadenas . Confirmar la orientación relativa de cada una de estas cadenas así generadas y el hecho de que todos los iones tienen el mismo entorno.
Este proceso de crecimiento se repite generando la red tridimensional.
Podemos localizar la celda unidad dentro de la red.