Estudios experimentales han demostrado la posible producción de hidrógeno a través de la división fotoquímica del agua utilizando nanopartículas de óxido metálico (MO) unidas a una superficie de TiO anatasa. En este trabajo, realizamos cálculos de teoría funcional de la densidad (DFT) para proporcionar una descripción detallada de la estabilidad y geometría de los cúmulos de MO M = Cu, Ni, Co, Fe y Mn, = 1-5, y = 0-5 en la superficie de TiO(101) anatasa. Se encontró que los sitios O insaturados coordinados a 2 átomos pueden servir como centros de nucleación para el crecimiento de cúmulos metálicos. La energía de formación de cúmulos que contienen Ni en la superficie de anatasa es mayor que para otros cúmulos de M. Además, la energía de adsorción de Ni aumenta con el tamaño del cúmulo, lo que hace plausible la formación de cúmulos de Ni más grandes, como se confirma mediante imágenes de microscopía electrónica de transmisión. Otra particularidad de los cúmulos que contienen Ni es que la energía de adsorción por átomo aumenta cuando se reduce el contenido de O, mientras que para otros átomos de M permanece casi constante o, como en el caso de Mn, incluso disminuye. Esta tendencia está en línea con los resultados experimentales. También se proporciona una discusión de los estados de oxidación de los cúmulos de MO basados en sus momentos magnéticos y cargas de Bader y su posible reducción con la disminución de oxígeno.