Una biorrefinería de caña de azúcar es un sistema industrial que aprovecha toda la biomasa de la caña (jugo, bagazo, melaza y residuos) para producir alimentos, energía y bioproductos de alto valor.

A partir del jugo de caña, se obtienen productos alimentarios como azúcar, panela, mieles, jarabes y bebidas fermentadas (etanol potable, ron). La melaza permite fabricar levaduras, ácidos orgánicos (cítrico, láctico) y alimentos balanceados.

El bagazo (residuo fibroso) se utiliza para generar electricidad (cogeneración), producir papel, cartón, tableros, bioplásticos y bioetanol de segunda generación.

En otras industrias, la caña da origen a biocombustibles (etanol, biogás), químicos verdes (biopolímeros, solventes), fertilizantes orgánicos y productos farmacéuticos o cosméticos.