采用三火次热轧工艺制备出厚度为6.0mm的TC25钛合金板材，研究了退火温度对TC25钛合金板材显微组织、室温力学性能和高温力学性能的影响。结果表明：在760～840℃范围内，随着退火温度的升高，TC25钛合金板材热加工形成的等轴组织中初生α相长大；当退火温度升高至880℃时，显微组织由等轴组织向双态组织转变；温度进一步升高至920℃时，呈现双态组织；当退火温度达到960℃时，双态组织中的初生α相含量明显减少，次生α相含量显著增多。双态组织的TC25钛合金板材相比等轴组织的TC25钛合金板材具有更好的室温力学性能和高温力学性能。TC25钛合金板材在920～960℃退火时可获得双态组织，且具有良好的室温和高温拉伸性能。