天然存在的二氧化锰含有杂质和大量的三氧化二锰（III价）。只有少数的矿床含有在纯度上能够满足电池工业需求的γ-二氧化锰。

电池和铁氧体（二氧化锰的两个主要用途）的生产需要高纯度的二氧化锰。电池需要“电解二氧化锰”，而铁氧体需要“化学二氧化锰”。[3]。

第一种方法是以天然二氧化锰为原料，用四氧化二氮和水将其转化为硝酸锰（II价）溶液。蒸发水分，留下结晶硝酸盐。在400℃的温度下，盐分解，释放出四氧化二氮，并留下纯化二氧化锰的残留物。[3] 这两个步骤可以概括为：

第二种方法中，二氧化锰被碳热还原成一氧化锰（II价），并溶解在硫酸中。过滤后的溶液用碳酸铵沉淀得到碳酸锰。将碳酸锰在空气中煅烧，得到II价锰和IV价锰氧化物的混合物。为了完成这一过程，使用氯酸钠处理这种材料的硫酸悬浮液。原位形成的氯酸将所有的III价锰和II价锰氧化物转化为二氧化锰，同时释放氯作为副产物。[3]

第三种制备过程涉及到七氧化锰和一氧化锰。将这两种试剂以1∶3的比例结合形成二氧化锰：

最后一种方法是利用高锰酸钾与硫酸锰晶体的化学反应产生二氧化锰。[4]

电解二氧化锰（Electrolytic manganese dioxide, EMD）常与氯化锌和氯化铵一起被用于碳锌电池。电解二氧化锰也常用于锌锰可充电碱性电池（Zinc manganese dioxide rechargeable alkaline, Zn RAM）。对于这些应用来说，二氧化锰的纯度极其重要。电解二氧化锰的生产方式与电解铜相似：将二氧化锰溶解在硫酸（有时与硫酸锰混合）中，并在两个电极之间通电。二氧化锰溶解，作为硫酸盐进入溶液，并沉积在阳极上。