Imagem multiespectral consiste de técnicas em que é possível explorar o espectro eletromagnético em diferentes comprimentos de ondas. Apenas uma parte da faixa do espectro é visível à visão humana, assim, ondas de rádio, ondas de infravermelho e radiação ultravioleta apresentam reflectâncias imperceptíveis pela visão humana. O monitoramento convencional do cultivo de cana-de-açúcar, consiste em inspeções a campo com o objetivo de detectar a presença de pragas, doenças, plantas daninhas, estresses abióticos, estádio e maturação. Muitas vezes, tais supervisões são realizadas de forma empírica ou de maneira subjetiva, visto que as atividades laboratoriais demandam tempo, equipamentos apropriados e mão de obra especializada. Algumas dessas análises podem ter sua acurácia melhorada ou até mesmo substituídas por métodos que empregam o uso de sensores multiespectrais, otimizando processos e reduzindo custos, revolucionando a gestão da lavoura, de forma rápida e precisa, auxiliando na tomada de decisão mais assertiva. Assim neste trabalho, foi realizada uma revisão sistemática das principais aplicações no uso de imagens multiespectrais na cultura da cana-de-açúcar, identificando potencialidades e limitações. Foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o tema em revistas científicas, após a coleta das informações foi selecionado as principais aplicações desta tecnologia no cultivo da cana-de-açúcar. A partir da revisão sistemática foi possível identificar a versatilidade desta técnica no setor sucroenergético, como: estimativa de biomassa, crescimento e vigor de plantas, detecção de variedades, doenças, pragas, plantas daninhas, avaliação nutricional, estresse salino e hídrico. Um fator limitante no uso desta tecnologia atualmente se refere a necessidade de mão de obra especializada para coleta de dados e interpretações dos resultados, além do alto investimento inicial para aquisição dos equipamentos. Foi possível concluir que o uso adequado de imagens multiespectrais pode auxiliar de maneira efetiva na gestão da lavoura canavieira e, que progressos maiores são esperados à medida que equipamentos são aprimorados.