本发明公开了一种中空多孔纤维素微球及其制备方法和应用。该微球采用纤维素溶解及再生法，以再生纤维素为骨架，结合多种有机或无机多孔材料和酸性致孔剂，在一定条件下，制备得到不同无机多孔材料与纤维素结合的复合微球，然后通过酸溶液洗出致孔剂，形成中空多孔纤维素微球。本发明的纤维素微球含有大量的中空的多孔结构，含官能团多，具备超强的吸附能力和功能化负载能力，制备方法过程简便，孔结构可以通过致孔剂的加入量来进行调节，壁材的功能化则可以通过活性基团来进行调控，得到的中空多孔微球的尺寸更易控制、更均匀，具有多孔结构和超强吸附能力，易于装载和调控释放功能性物质，可应用于环境吸附、水处理、化学反应、药物传递等领域。