甘蔗基肥的施用主要是为了满足甘蔗在整个生长期中持续不断地对养分的需要和改善土壤结构，特别是满足甘蔗苗期生长对外界养分的需要。因此，基肥应以有机肥和速效化肥为主。目前，在多数蔗区，有机肥源主要是厩肥、糖厂滤泥和其他的农家肥。在旱地蔗区，由于近年来种蔗面积不断扩大，有机肥源又少，因此，施用基肥受到限制，多数则以无机化肥为主。为了解决有机肥源的问题，有些蔗区的农户则采用把蔗叶埋入植蔗沟内作基肥。在国外，如澳大利亚昆士兰蔗区，则利用甘蔗收获机上部的放置切割装置，在收获甘蔗时反甘蔗梢部剪成碎片，铺回蔗田，然后通过旋耕或翻耕，与土壤混合，达到全层施肥的目的。
有机基肥的施用方法应根据肥料量的多少而定。当施用量多时，可在犁耙整地时全面施用，或留一部分下种时施于植蔗沟；施用量少时，宜集中在下种时施于植蔗沟。作基肥的速效化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。速效氮肥作基肥，主要是满足甘蔗生长前期对氮素的需要，有利于苗期生长，培育健壮的幼苗。在不同的蔗区，基肥施氮量有不同，有把总施氮量的1/2、1/3或1/8作基肥。甘蔗对磷、钾素的吸收主要集中在前期和中期，且前、中期所吸收的磷、钾可以转移到后期利用。因此，磷肥一般全部作基肥施用，钾肥如果总施用量少时也全部作基肥，用量多时可一半作基肥，另一半留作追肥使用。