La canne à sucre est connue depuis la préhistoire (Néolithique) et serait originaire de Nouvelle-Guinée ou d’Indochine. Sa culture s’est progressivement étendue aux îles avoisinantes, puis elle a gagné l’Inde et la Chine. L’extraction de sucre de canne est attestée en Chine environ six siècles avant Jésus-Christ. C’est l’expédition d’Alexandre le Grand jusqu’à l’Indus aux alentours de 325 av. J.-C. qui la fit connaître la première fois aux Européens, on en retrouve la trace dans les écrits de Néarque.
Elle fut importée en Perse vers le VIe siècle. À partir du VIIesiècle, les Arabes l’introduisirent depuis la Perse dans l’ensemble des territoires qu’ils colonisèrent, notamment à Chypre, en Crète et jusqu’en Espagne au cours du VIIIe siècle. L’exploitation de ces grandes plantations est réalisée par des esclaves, mode de production qui persista jusqu’à l’abolition de l’esclavage. C’est à l’occasion des croisades que le sucre pénétra finalement dans tout l’Occident : la première apparition du mot en français date du XIIe siècle, chez Chrétien de Troyes, et il est emprunté à l’arabe. Réputé comme une épice dotée de vertus médicinales, le sucre fut vendu en Europe par les apothicaires.
Ce produit reste dans un premier temps en Europe vendu par les apothicaires (d’où il tire son nom latin Saccharum officinarum). À partir du XIIIe siècle, l’intensification du commerce, le goût du luxe et l’ascension de la nouvelle classe bourgeoise dans les villes répandent son usage.
Ce sont les villes marchandes italiennes, Venise et Gênes en premier, qui se livrent à ce fructueux commerce avec l’Orient. Le sucre y est acheté dans les comptoirs du Levant mais les commerçants italiens implantent aussi des colonies de plantation sur les bords de la mer Noire et dans les îles méditerranéennes.
La prise de Constantinople par les Turcs donne un coup d’arrêt au commerce avec la mer Noire et les villes italiennes se tournent alors vers d’autres centres de production et d’approvisionnement : la canne, déjà cultivée dans les possessions méditerranéennes, îles Baléares, Sud de l’Espagne et du Portugal, est introduite dans les nouvelles îles atlantiques récemment découvertes (îles Canaries) puis dans les conquêtes des Indes occidentales.
Moulin à sucre dans une colonie esclavagiste au XVIIe siècle.
La canne à sucre est introduite en Amérique en 1493 par Christophe Colomb lors de son deuxième voyage. Lors de son escale aux îles Canaries où la canne à sucre est déjà cultivée, il embarque sur ses navires des plants qu’il fait planter après la fondation de La Isabela sur l’île d’Hispaniola. Bartholomé De Las Casas mentionne la culture de canne à sucre en 1505 ou 1506 sur l’île d’Hispaniola. En 1550, le meilleur connaisseur de cette culture et de son extension était un nouveau chrétien, originaire de Madère, qui possédait l’une des cinq plantations que le Brésil comptait à cette époque — le nombre des engenhos augmenta très rapidement pour dépasser la soixantaine en 1570, et cent-vingt en 1600. De nombreuses familles néochrétiennes de Lisbonne et de Porto devinrent concessionnaires du monopole royal de la traite négrière pour fournir de la main d’œuvre et établirent leurs parents et associés dans des places fortes des îles du Cap-Vert, de la côte de Guinée, du royaume du Congo et en Angola. Quand les Juifs furent expulsés du Brésil, ils embarquèrent en 1654 de Recife sur seize vaisseaux, dont deux abordèrent avec des esclaves noirs en Martinique où ils introduisirent la culture de la canne à sucre, et de là à Saint-Domingue. La centaine de Juifs installés qui avaient le monopole de fourniture des esclaves furent expulsés à partir de 1684 (persécutions précédant la révocation de l’édit de Nantes et application du code noir en 1685), mais les plantations de canne restèrent et se développèrent alors au profit des jésuites. En 1730, les Juifs du Suriname possédaient encore 115 des 440 exploitations sucrières de Guyane, de Cayenne et de Tobago. Cette culture, qui nécessite une abondante main-d’œuvre, était associée au trafic des esclaves en provenance d’Afrique puis, une fois l’abolition de l’esclavage prononcée, à l’engagisme.
La propagation de la canne, qui se fait très facilement par boutures, atteint rapidement toute l’Amérique centrale, notamment Saint-Domingue, Cuba, le Mexique et la Louisiane. Tous les clones initialement introduits provenaient du bassin méditerranéen, mais au cours du XIXe siècle, de nouvelles introductions ont été faites depuis Tahiti et Java. La fameuse expédition du HMS Bounty commandée par le capitaine Bligh en 1787-1789 avait pour objectif de rapporter de Tahiti jusqu’à la Jamaïque des boutures de canne à sucre et d’arbre à pain.
Au XVIIe siècle, la culture de la canne est généralisée dans les colonies françaises. Dans De l’esprit des lois, Montesquieu caricature la défense des exploitants sucriers esclavagistes : « le sucre serait trop cher, si l’on ne faisait cultiver la plante par des esclaves ».
La Révolution française perturbe le transport maritime du sucre issu de la canne avec les colonies. Puis, au début du XIXe siècle, le blocus continental instauré par l’empire napoléonien contre l’Angleterre provoque une flambée des prix. Le sucre de betterave est alors développé ; il concurrence depuis la canne à sucre.
Le génome polyploïde de la canne à sucre est séquencé en 2024.