一种聚乙烯亚胺衍生物纳米中空微球，球壳为枝化聚乙烯亚胺中的胺基被酯键连接形成的交联聚合物，粒径为50nm～200nm，真空干燥后放入密闭容器中，在室温、干燥环境下保存。制备方法的工艺步骤依次如下：(1)纳米级二氧化硅微球的制备；(2)二氧化硅微球的修饰；(3)聚乙烯亚胺壳层的形成；(4)聚乙烯亚胺壳层的交联；(5)二氧化硅核的刻蚀。采用本发明所述方法，聚乙烯亚胺衍生物纳米中空微球空腔的大小、球壳的厚度易于控制，同一批次制备的聚乙烯亚胺衍生物纳米中空微球的粒径之差仅在+10％。