แทบจะกล่าวได้ว่า ทุกส่วนของอ้อยตั้งแต่ยอดจนถึงรากล้วนมีประโยชน์ทั้งสิ้น แต่ส่วนที่นำมาใช้ประโยชน์มากที่สุดเห็นจะได้แก่ส่วนของลำต้น ซึ่งทำหน้าที่เก็บน้ำตาลไว้นั่นเอง อย่างไรก็ดีการใช้ประโยชน์จากอ้อยอาจกล่าวกว้างๆ ได้ ๒ ประการ คือ
(๑) การใช้ประโยชน์โดยตรง
(๒) การใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรม
อย่างไรก็ดี ในการผลิตน้ำตาลทรายจากอ้อยโดยตรงนั้นมีผลผลอยได้ (by-products) เกิดขึ้นหลายอย่าง ที่สำคัญได้แก่ ชานอ้อย กากตะกอน (filter mud, filter cake) และกากน้ำตาล (molasses) ทั้งน้ำตาลและผลพลอยได้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างกว้างขวาง เพื่อความสะดวกจะได้แยก กล่าวเป็น ๒ พวก คือ
(๑) การใช้ประโยชน์น้ำตาล
(๒) การใช้ประโยชน์ผลพลอยได้
ก. ใช้เป็นอาหารมนุษย์ น้ำตาลมีความสำคัญและจำเป็นต่อชีวิตในฐานะที่เป็นอาหารทั้งในรูปของอาหารคาวและหวาน นอกจากจะใช้เป็นอาหารโดยตรงแล้ว น้ำตาลยังใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น สับปะรดกระป๋อง ผลิตภัณฑ์นม น้ำผลไม้กระป๋อง และเครื่องดื่มที่ไม่มีอัลกอฮอล์ ซึ่งได้แก่ น้ำขวดหรือน้ำอัดลมชนิดต่างๆ เป็นต้น
ข. ใช้ประโยชน์อย่างอื่น น้ำตาล (รวมทั้งแป้ง) สามารถใช้ประโยชน์ได้กว้างขวางนับตั้งแต่ใช้ผลิตอัลกอฮอล์โดยขบวนการหมักดองหรือเฟอร์เมนเตชัน (fermentation) ซึ่งอาศัยเชื้อยีสต์ (yeast) จนถึงการผลิตผงซักฟอก (detergents) โดยอาศัยปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างน้ำตาลและไขมัน (fat) ผงซักฟอกประเภทนี้เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยมากเพราะสามารถสลายตัวได้ โดยชีวินทรีย์ (biodegradable)
นอกจากนี้ น้ำตาลยังใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตสารเคลือบผิว (surfactant) สำหรับใช้ในการเกษตรสารดังกล่าวสลายตัวได้โดยชีวินทรีย์ เช่นเดียวกันอย่างไรก็ดีการใช้ประโยชน์ของน้ำตาลในรูปที่มิใช่เป็นอาหาร กำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นโดยลำดับซึ่งจะเห็นได้จากผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ที่ใช้น้ำตาลเป็นวัตถุดิบเกิดขึ้นเรื่อยๆ