主要有品种间杂交、种间或属间的远缘杂交、自交和混交等方式。

各国普遍采用的一种方式。时间短，见效快，许多品种都是采用这种方式育成的。中国海南省甘蔗育种场自1955～1983年，先后为各省（自治区）做了736个杂交组合、近400万株实生苗，其中544个组合，365万株实生苗是品种间杂交，并选育出一些优良品种在蔗糖生产上起了作用。血缘较远的品种间杂交，遗传差异较大，后代的生活力一般较强，性状的变异幅度也较大，选育出新品种的可能性也大。如美国的CP系统和印度的CO₂系统中多数品种，含印度种血缘较重，表现耐寒、耐瘠、早熟、中细茎。如印度尼西亚爪哇的POJ系统品种，含热带种和爪哇割手密的血缘较多，表现大茎、丰产，适合肥水条件好的地区种植。这两类品种杂交，均选育出不少优良品种。许多育种者认为“世代前进”（是在原来优良生产品种为亲本的基础上，不断增加新“种”血缘，并利用野生种的第二、三代强化杂种，使杂种一代更比一代强）。育种程序是可取的，通过轮回杂交，把祖先的许多优良性状集中在一个后代个体上，而尽可能把许多祖先的不良性状排除，即选择优良的后代作为亲本进行杂交，比老组合更能产生优良后代。美国路易斯安那州的高糖育种就是采用“世代前进”的育种程序，40年间更替了四代品种，把生长期仅九个月的甘蔗蔗糖分从8%提高到了12%。中国台湾省以著名品种NCO310为亲本，获得不少更为优良的栽培品种。

包括属间杂交和种间杂交。属间杂交是用甘蔗属和其他近缘植物杂交。1927年印度尼西亚爪哇人林奇（Rumke）用热带种EK28和蔗茅杂交获得成功；1953年印度人拉希华（Raghava）用割手密×蔗茅也获得有生命力的后代；中国芒属资源丰富，台湾省较早将芒属应用于甘蔗远缘杂交育种，1978年以来台南甘蔗育种场继续以13个芒属材料作父本，与7个做母本的商业栽培品种F146、NCO310等杂交获得1838个F₁子代，其中72%像甘蔗，28%似芒，体细胞染色体2n＝70～100，其农艺性状、宿根性和抗病性与甘蔗比较，均有不同的改进。种间杂交是指甘蔗属内几个种的杂交，经100多年来的实践证明有良好的效果，成为甘蔗育种的重要方法，已被各国广泛采用。由于野生种割手密分布广、种类多，与栽培品种的杂交后代变异相差很大，需要回交的世代亦不相同，但已普遍采用。用大茎野生种与栽培品种杂交，美国夏威夷、澳大利亚、中国台湾省等都在进行。

内交指同一品种不同植株的交配，自交指同一植株花粉落在柱头上受精结实。内交与自交均属甘蔗近亲繁殖，也是一种育种方式。近亲繁殖的后代一般表现糖分高而生长势弱。多利用自交S₁或S₂，在生活力减弱不明显的情况下，用两个优良自交后代进行杂交，从而选出较好的品种和亲本材料。巴巴多斯曾经提出先把甘蔗育成自交系，然后与其他亲本杂交来选育高糖品种，澳大利亚的Trojan品种是Korpi自交系×印度290育成的。

亦称多父杂交，即用多个父本的花穗同时给一个母本花穗授粉，结出的籽实知其母而不知其父。这种方法最早在美国夏威夷提倡，其他国家已效法应用。混交的优点是节省人力，在短时间内能获得大量具有广泛遗传质的种子。