二氧化锰是[MnO₂]八面体， 氧原子在八面体角顶上,锰原子在八面体中， [MnO₂]八面体共棱连接形成单链或双链, 这些链和其它链共顶，形成空隙的隧道结构，八面体或成六方密堆积, 或成立方密堆积。
二氧化锰是一种两性氧化物，存在对应的BaMnO3或者SrMnO3这样的钙钛矿结构的形式上的盐（通过熔碱体系中的化合反应得到），也存在四氯化锰。
化学工业中用作氧化剂(如紫红素合成)、有机合成的催化剂、油漆和油墨的干燥剂。也用作火柴工业的助燃剂，陶瓷、搪瓷的釉药和锰盐的原料。还用于烟火，水的净化除铁、医药、肥料及织物印染等方面。
电子工业中用以制锰锌铁氧体磁性材料。炼钢工业中用作铁锰合金的原料，浇铸工业的增热剂。防毒面具中用作一氧化碳的吸收剂。
是玻璃工业中的良好脱色剂，可将低价铁盐氧化成高铁盐，使玻璃的蓝绿色转为弱黄色。