Los marcadores moleculares recientemente desarrollados se están convirtiendo en herramientas poderosas, con aplicaciones en genética y mejora de cultivos. Los microsatélites, o repeticiones de secuencias simples (SSRs), son ampliamente utilizados en la huella genética, análisis de parentesco y genética de poblaciones, debido a las ventajas de alta variabilidad de polimorfismos codominantes y multi-alélicos, y una detección precisa y rápida. Sin embargo, evidencia más reciente sugiere que podrían desempeñar un papel importante en la evolución del genoma y proporcionar puntos calientes de recombinación. Esta revisión describe el desarrollo de marcadores SSR a través de diferentes técnicas, la detección de marcadores SSR y sus aplicaciones en la investigación genética y mejora de la caña de azúcar, como la identificación de cultivares, diversidad genética, mapeo del genoma, análisis de loci de rasgos cuantitativos (QTL), análisis de paternidad, transferibilidad entre especies, análisis de segregación, relaciones filogenéticas e identificación de híbridos silvestres. También discutimos las ventajas y desventajas de los marcadores SSR y destacamos algunas perspectivas futuras.