Đường nâu tự nhiên, đường thô hoặc đường mía nguyên là những loại đường giữ lại một lượng nhỏ đến lớn rỉ đường từ dịch cái (nước mía bay hơi một phần). Dựa trên trọng lượng, đường mía nâu khi tinh luyện hoàn toàn cho ra tới 70% đường trắng, mức độ phụ thuộc vào lượng rỉ đường còn lại trong tinh thể đường, điều này phụ thuộc vào việc đường nâu có được ly tâm hay không.[5][6] Vì có nhiều rỉ đường hơn trong đường nâu tự nhiên, nên nó có chứa một chút giá trị dinh dưỡng và hàm lượng khoáng chất. Một số loại đường nâu tự nhiên có tên và đặc điểm riêng, và được bán dưới dạng đường turbinado, demerara hoặc đường thô nếu chúng đã được ly tâm ở mức độ lớn. Đường nâu chỉ được ly tâm nhẹ hoặc không được tinh luyện (không ly tâm) giữ được hàm lượng mật cao hơn nhiều và được gọi với nhiều tên khác nhau trên toàn cầu tùy theo quốc gia xuất xứ của chúng: ví dụ như panela, rapadura, jaggery, muscovado, piloncillo, v.v.

Mặc dù đường nâu đã được quảng cáo là có lợi cho sức khỏe, từ làm dịu cơn đau bụng kinh đến dùng như một phương pháp điều trị chống lão hóa da,[7] không có cơ sở dinh dưỡng nào hỗ trợ đường nâu như một sự thay thế lành mạnh hơn cho đường tinh luyện mặc dù lượng khoáng chất không đáng kể trong đường nâu không tìm thấy trong đường trắng.[8]

Các loại đường turbinado, demerara và đường "thô" được làm từ nước mía kết tinh, bay hơi một phần và được quay trong máy ly tâm để loại bỏ gần như tất cả rỉ đường. Các tinh thể đường lớn và có màu vàng kim. Đường này có thể được bán nguyên trạng hoặc được gửi đến nhà máy tinh luyện để sản xuất đường trắng.[9]

Muscovado, panela, piloncillo, chancaca, jaggery và các loại đường màu nâu sẫm tự nhiên khác được ly tâm tối thiểu hoặc hoàn toàn không. Thông thường, những loại đường này được sản xuất trong các nhà máy nhỏ hơn hoặc "tiểu thủ công nghiệp" ở các quốc gia đang phát triển, nơi chúng được sản xuất theo phương pháp truyền thống không sử dụng máy bay hơi chân không hoặc máy ly tâm công nghiệp hóa. Chúng thường được đun sôi trong chảo hở trên bếp đốt củi cho đến khi nước mía đạt khoảng 30% thể tích trước đó và bắt đầu kết tinh đường saccarose. Sau đó, chúng được đổ vào khuôn để đông đặc hoặc lên chảo làm nguội, nơi chúng được đập hoặc nhào mạnh để tạo ra đường nâu dạng hạt. Ở một số quốc gia, chẳng hạn như Mauritius hoặc Philippines, một loại đường nâu tự nhiên gọi là muscovado được sản xuất bằng cách ly tâm một phần nước mía đã bay hơi và kết tinh để tạo ra hỗn hợp giàu tinh thể đường, được cho phép thoát ra dưới trọng lực để tạo ra các mức độ khác nhau của rỉ đường trong sản phẩm cuối cùng. Quy trình này gần giống với một phương pháp hiện đại hóa được áp dụng vào thế kỷ 19 để tạo ra đường nâu tự nhiên chất lượng tốt hơn.[6][10][11][12] Một phiên bản tương tự ở Nhật Bản của đường mía tự nhiên không ly tâm được gọi là kokuto (tiếng Nhật: 黒糖 kokutō). Đây là đặc sản vùng Okinawa và thường được bán dưới dạng cục lớn. Nó đôi khi được sử dụng để làm rượu shochu.