本发明公开了一种中空分级结构羟基磷灰石微球及其制备方法和应用。其制备方法包括以下步骤（１）首先将磷酸氢二铵溶于去离子水中，硝酸调节溶液ｐＨ值５．８～６．０，随后再加入硝酸钙，使溶液中Ｃａ２＋／ＰＯ４３－摩尔比为１．６～１．７，继续用硝酸调节溶液ｐＨ值至５．０，向上述混合液中加入柠檬酸钠，使其浓度为９～２０ｍｇ／ｍｌ，持续搅拌；（２）随后将步骤（１）的混合液转入高压反应釜中，混合液体积占反应釜总体积的５０～８０％，于８０～２２０℃下反应１～１２ｈ，自然冷却，水洗３～５次，干燥，得到中空分级结构羟基磷灰石微球。该材料制备工艺简单，耗时短，具有优异的释药特性，适合工业化生产，具有良好的应用前景。