อ้อยพันธุ์ อู่ทอง 3 ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างอ้อยพันธุ์อู่ทอง 1 และพันธุ์อู่ทอง 2 ที่ศูนย์วิจัยพืชไร่สุพรรณบุรี ปี พ.ศ.2532 และทำการปลูกคัดเลือกพันธุ์ เปรียบเทียบพันธุ์ และทดสอบพันธุ์ตามขั้นตอนการปรับปรุงพันธุ์ของกรมวิชาการเกษตร ได้พันธุ์ที่ให้ผลผลิตและน้ำตาลสูง

ทรงกอตั้งตรง สูงประมาณ 2.31 เมตร เส้นผ่าศูนย์กลางลำ 2.99 เซนติเมตร ลำมีขนาดใหญ่ สีเหลืองอมเขียว ข้อเรียบ จุดกำเนิดราก มี 2 แถว ไม่เป็นระเบียบ ไขที่ลำมีมาก ไม่มีร่องเหนือตา ตาเป็นรูปไข่ป้าน ใบใหญ่ตั้งปลายแหลม กาบใบสีม่วงปนเขียว ไม่มีขนที่กาบใบ ออกดอกปลายเดือนพฤศจิกายนถึงกลางเดือนธันวาคม อายุเก็บเกี่ยว 10-12 เดือน

ผลผลิตน้ำหนักสูง 15.90 ตันต่อไร่ ผลผลิตน้ำตาลสูง 2.20 ตันซีซีเอสต่อไร่ ในสภาพดินร่วนปนทรายและให้ผลผลิตน้ำหนัก ในอ้อยตอ 2 14.13 ตันต่อไร่ สูงกว่าพันธุ์มาตรฐานอู่ทอง 1 และอู่ทอง 2 29 และ 32 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ให้ผลผลิตน้ำตาลในอ้อยตอ 2 1.96 ตันซีซีเอสต่อไร่ ไม่พบโรคกอตะไคร้ในสภาพธรรมชาติ ทั้งในอ้อยปลูกและอ้อยตอ

ควรปลูกในสภาพไร่ซึ่งมีดินร่วนปนทรายที่สามารถให้น้ำได้ในภาคตะวันตกและภาคเหนือตอนล่าง เช่นจังหวัดกาญจนบุรี จังหวัดนครปฐม จังหวัดราชบุรี และจังหวัดกำแพงเพชร

อ่อนแอต่อโรคเหี่ยวเน่าแดง ไม่แนะนำให้ปลูกในแหล่งที่มีโรคนี้ระบาด ได้แก่ ในพื้นที่ดินนาสภาพน้ำขัง เช่นที่ จังหวัดอ่างทอง และจังหวัดสุพรรณบุรี นอกจากนี้พบโรคใบขีดแดง และยอดเน่าในสภาพธรรมชาติ