Współwystępuje z hematytem, magnetytem, tytanitem, rutylem.
Największe złoża na świecie występują w Australii, Republice Południowej Afryki, USA – Floryda, zaś w Europie – w Norwegii (Arendal, Egersund), Szwecji (Routivare, Taberg), Francji, Włoszech – okolice Novara, Rosji (Góry Ilmeńskie na Uralu, od których pochodzi nazwa minerału) i na Ukrainie.
W Polsce spotykany w suwalskim masywie anortozytowym (złoża Krzemianka, Udryń), w gabrach Nowej Rudy, w pegmatytach Łomnicy i Szklarskiej Poręby, w piaskach złotonośnych koło Złotoryi na Dolnym Śląsku, w piaskach Dunajca i na wybrzeżu bałtyckim w piaskach rzecznych i plażowych.
Zastosowanie W przemyśle chemicznym – do wyrobu bieli tytanowej; w hutnictwie – jedna z najważniejszych rud tytanu. Zawiera 52,56% TiO2 i 47,34% FeO; kruszywo z rud ilmenitowych pozwala uzyskiwać betony o ciężarach betonów magnetytowych 3,3–4,3 t/m³ stosowanych bo budowy np. obudów bezpieczeństwa w elektrowniach atomowych; ma znaczenie kolekcjonerskie; służy do wyrobu biżuterii;