A cana-de-açúcar ocupa posição de destaque entre as culturas de importância econômica, sobretudo no Brasil, o maior produtor mundial. Estudos relacionados à comunidade bacteriana associada a esta cultura mostram que vários gêneros com potencial para a promoção de crescimento vegetal e controle de doenças podem ser encontrados. Destaca-se o gênero Burkholderia, que abriga espécies descritas como produtoras de hormônios vegetais, fixadoras de nitrogênio, dentre outras características. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características de 39 isolados de Burkholderia spp. de cana-de-açúcar, buscando estabelecer parâmetros a serem empregados em estudos relacionados à utilização biotecnológica destes isolados. Os isolados foram divididos em rizosféricos (19) e endofíticos de raiz (20). Avaliou-se, in vitro, a fixação de nitrogênio (FN); a produção do hormônio de crescimento vegetal ácido-indol-acético (AIA); a produção de sideróforos (PS); a solubilização de fosfato inorgânico (SFI) e o antagonismo contra os patógenos de cana-de-açúcar: Fusarium verticillioides e Xhantomonas albilineans. Análises filogenéticas com seqüências parciais dos genes 16S DNAr e gyrB foram conduzidas por meio do programa MEGA 4.0.1. Os resultados obtidos revelaram que, dentre os isolados avaliados, 87,2% foram positivos para FN; 100% positivos para produção de AIA; 64,1% positivos para PS; 100% positivos para SFI, 97,4% dos isolados tiveram capacidade de inibir F. verticillioides e 74,4% de inibir X. albilineans. As análises filogenéticas revelaram que não há diferenciação dos isolados de acordo com o local de isolamento; além de mostrar que 37 destes se assemelham a membros do complexo Burkholderia cepacia. Assim, este estudo demonstrou o potencial de bactérias do gênero Burkholderia na produção de compostos relacionados a características de promoção de crescimento vegetal e inibição de patógenos, mas por outro lado, se depara com a problemática envolvendo membros do complexo Burkholderia cepacia, que abriga membros com comportamento oportunista, podendo causar doenças em humanos imunodeprimidos, como pacientes com fibrose císitica.  Futuros estudos relacionados ao desenvolvimento de metodologias para a utilização prática destes isolados podem ser realizados, buscando a viabilização de bioprodutos viáveis no cenário da agricultura sustentável atual.