El vertido de aguas residuales colorantes se ha convertido en un problema inevitable para la salud humana y el medio ambiente. El desarrollo de un método económico y rápido para preparar adsorbentes eficaces para la eliminación selectiva de colorantes es extremadamente urgente. En este trabajo, se prepararon nanoesferas huecas de MnO2 (MHNSs) mediante el método de grabado selectivo con el MnCO3 como plantilla de sacrificio. Se investigó sistemáticamente el efecto del valor de pH, el tiempo de contacto y la concentración inicial sobre la adsorción de naranja de metilo (MO) en las MHNSs. La singular estructura mesoporosa hueca y la gran área superficial BET (43,74 m2/g) de los MHNSs conducen a una excelente capacidad de adsorción (1677,14 mg/g) en condiciones óptimas. Además, los MHNSs preparados también mostraron una gran estabilidad (90% de tasa de eliminación tras cuatro ciclos). Los datos cinéticos de adsorción se ajustaron bien al modelo cinético de pseudo-segundo orden (R2>0,9997). El proceso global estaba controlado conjuntamente por la transferencia de masa externa y la difusión intrapartícula, siendo la difusión intrapartícula el factor dominante. Los resultados de la isoterma de adsorción mostraron que el modelo de Freundlich era más preciso para describir los datos experimentales que el modelo de Langmuir. El análisis termodinámico mostró que la adsorción de MO en los MHNS era espontánea y exotérmica. Además, el ΔG° calculado y los espectros XPS mostraron que el proceso era principalmente un proceso físico. Se espera que los MHNS tengan una aplicación potencial para la purificación de aguas residuales de colorantes debido a su gran rendimiento de adsorción y excelente estabilidad.