A aplicação de herbicidas em pós-plantio das mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar se destaca no controle de plantas daninhas na cultura, com eficácia na erradicação dessas em curto período. Contudo, efeitos de fitotoxicidade aos herbicidas podem ocorrer, a depender da variedade de cana-de-açúcar, época de aplicação e doses dos produtos. Assim, há a necessidade de pesquisas visando identificar novos ingredientes ativos eficientes no controle de plantas daninhas e que apresentem seletividade para a cultura da cana-de-açúcar. Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar a seletividade do herbicida tembotrione sobre genótipos de cana-de-açúcar em doses e épocas de aplicação no sistema de mudas pré-brotadas. O experimento foi dividido em duas etapas: Na primeira etapa, avaliou-se o efeito de doses do herbicida tembotrione + óleo mineral (0; 50,4; 75,6; 100,8; e 126 g i.a. ha-1 + 108 g i.a. ha-1, respectivamente), sobre épocas de aplicação; 0, 20 e 40 dias após o transplantio. Na segunda etapa, avaliou-se a aplicação de 75,6 g i.a. ha-1 do herbicida tembotrione + 108 g i.a. ha-1 de óleo mineral, sobre quatro genótipos de cana-de-açúcar: RB966928, RB855156, RB93509 e IACSP95-5000. Durante a condução das duas etapas, foram realizadas avaliações de fitotoxicidade aos 7, 14, 21 e 28 dias após aplicação e ao final determinou-se o número de perfilhos, massa fresca e massa seca da parte aérea. Verificou-se que o herbicida tembotrione, quando aplicado em doses menores e em períodos iniciais da cultura em pós-emergência, apresenta seletividade para as variedades RB867515, RB966928, RB855156, e RB93509, contudo, proporciona decréscimo no acúmulo de massa seca da parte aérea sobre a variedade IACSP95-5000.