一氧化锰的熔炼工艺需要根据原料特性和最终用途选择合适方法。电炉熔炼是工业化生产的首选方式，通常在1600-1800℃高温下进行，采用石墨电极直接加热。值得注意的是原料需预先经过焙烧处理（温度控制在800-1000℃）以去除挥发性杂质，这对提升产物纯度至关重要。炉内保持弱还原气氛能有效防止锰的过度氧化，实际操作中往往通入惰性气体或控制碳含量来实现这一条件。
小型试验或实验室环境更常采用坩埚熔炼法，使用氧化铝或镁质耐火材料制作的坩埚。这种方法特别关注温度梯度控制，需要以5-10℃/min的速率缓慢升温至1400℃以上，快速升温容易导致物料喷溅。添加适量助熔剂（如萤石CaF₂）能显著降低熔炼温度约200℃，但需权衡其对产物纯度的影响。熔体保温时间通常控制在2-4小时，以保证充分反应同时避免能源浪费。
现代工艺中微波熔炼技术崭露头角，利用物料自身吸收微波产生热量（频率2.45GHz），这种选择性加热方式能使能耗降低30%以上。需要特别调试微波功率与物料配比的关系，典型参数为5-10kW/kg处理量。该方法对含碳原料尤为适用，因碳材料具有优异的微波吸收性能，可形成"自发热"效应。无论采用何种方法，出炉后都应采用阶梯降温（200℃/h）以避免热应力导致的产物开裂。
