甘蔗的根系主要由根頭、根毛、側根、纖維根和支持根構成。根頭是指離根株最遠的細胞分化區域，是吸收水分和養分的主要部位，同時也是產生側根和根毛的地方。根毛位於根頭的周圍，其生長速度非常快，一般每天可以增長2-8毫米。側根則分布在根頭下方，是吸收水分和養分的另外一部位。纖維根發達，分布廣泛，一般在土層內分布20-60厘米範圍內，最深可達1.5米。
甘蔗根系的分布範圍非常廣，主要分布在土壤表層，深度一般在30厘米左右。由於甘蔗的生長速度非常快，根系的伸展也非常快，因此在土壤較鬆軟的地方，甘蔗的根系還會在較深的土層中伸展，以便更好地吸收養分和水分。新根的產生除由老根發生新的支根外，是隨著植株的不斷生長和培土，自下而上地從未萌發的根點發出新根。
甘蔗的根系可以分為種苗根和新株根兩種。發自種苗的種苗根在種苗萌發後一兩個月先後失去作用，長自新株的新株根便成為甘蔗的永久根。永久根長自母株和分櫱與土壤接觸的節，栽培時每培土一次就多一批節與土壤接觸就多長一批新根。隨著蔗株的生長，隨著施肥，培土等栽培管理的進行，逐步形成一個強大的根系，從土壤中吸水、吸肥和加強蔗株的抗倒能力，以適應地上部旺盛生長的需要。