La caña de azúcar (spp.) es uno de los cultivos comerciales industriales más importantes, contribuyendo a la industria azucarera mundial y a la producción de biocombustibles. Ha sido cultivada y mejorada desde tiempos prehistóricos a través de la selección natural y el mejoramiento convencional y, más recientemente, utilizando las herramientas modernas de ingeniería genética y biotecnología. Sin embargo, la heterogeneidad, el genoma complejo poli-aneuploide y la susceptibilidad de la caña de azúcar a diferentes estreses bióticos y abióticos representan impedimentos que requieren que prestemos mayor atención a la mejora del cultivo de caña de azúcar. En comparación con el mejoramiento tradicional, los avances recientes en tecnologías de mejoramiento (mejoramiento asistido por marcadores moleculares, transformación de caña de azúcar, edición de genomas y múltiples tecnologías ómicas) pueden mejorar potencialmente la caña de azúcar, especialmente contra estreses ambientales. Este artículo se centrará en las eficientes tecnologías modernas de mejoramiento, que proporcionan pistas cruciales para la ingeniería de variedades de caña de azúcar resistentes a los estreses ambientales.