Alguns modelos já foram desenvolvidos utilizando dados agrometeorológicos e de sensoriamento remoto para estimar produtividade agrícola. Porém, espera-se novos avanços no uso de imagens orbitais nos modelos de estimativa de produtividade, como a utilização de dados provenientes de sensores de radar de abertura sintética (SAR). O objetivo deste trabalho foi estimar a produtividade agrícola de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) por meio de modelos de regressão linear múltipla que utilizam dados de radar do sensor PALSAR/ALOS e dados agronômicos, nas safras de 2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010. O desempenho dos modelos foi avaliado por meio de coeficiente de determinação, teste t, índice d de Willmott, erro aleatório e erro-padrão. O modelo explicou 79%, 12% e 74% das variações de produtividade observadas nas safras de 2007/2008, 2008/2009 e 2009/2010, respectivamente. O desempenho do modelo para a safra de 2008/2009 foi ruim devido a um longo período de estiagem que ocorreu nessa safra. Quando as três safras foram consideradas juntas, o modelo explicou 66%. Este trabalho constatou que os dados PALSAR podem auxiliar e complementar as informações coletadas in loco pelos técnicos da usina para estimar com maior precisão a produtividade de cana-de-açúcar.