甜菜是二年生作物，第一年只是营养生长阶段，不能开花结实，所以达不到植物学上的成熟，只能根据它营养生长后期植株的生物学特性来确定其生物学成熟期。甜菜生物学成熟的特征是：多数老叶变黄并枯萎；叶丛疏散，叶子斜立或匍匐；叶柄用嘴嚼有明显甜味，而咸味变淡；块根增长缓慢并趋于停止，质地变脆，含糖达到最高水平，纯度达85% 左右。整个地块有80%以上植株具有以上特征时即可收获。
甜菜糖厂往往在甜菜生物学成熟期之前的工艺成熟期就开始收获甜菜。甜菜工艺成熟期的主要标志是：块根重和含糖均达到制糖标准要求，块根中非糖成分含量低，纯度达到80%以上。其外部形态是大部分叶由深绿色变成浅绿色，老叶变黄、少部分枯萎；叶姿态大多斜立，部分匍匐。
不同种植地区或同一地区的不同地块，由于气候、土壤、品种、栽培技术等条件的不同，甜菜的成熟期也不尽一致。无霜期长的地区，成熟期晚于岗地或沙壤土地块；甜菜生长后期多雨、高温年份成熟期拖后；而干旱、日照充足、昼夜温差大的年份，成熟期提前。相同的外部条件下，丰产型品种的成熟期晚于高糖型品种。根据每块地甜菜的具体情况，合理地确定收获期，安排收获顺序，可以获得较高的产糖量。因为收获的早晚，不仅关系到块根产量，更重要的是关系到块根的含糖量及杂质含量。
试验结果表明，在正常条件下，甜菜糖分积累期每10天可增加含糖1～1.5度。因此，收获过早不仅产量低，块根含糖也低，而且非糖物质多、品质差。相反，收获过晚，甜菜易受冻害，造成转化糖含量增加，降低蔗糖产糖率，而且块根不耐保藏。同时，收获太晚还影响秋耕整地及秋冬灌，不利后茬作物的生长。据中国农科院甜菜研究所的研究结果，甜菜的适宜收获期应从秋季平均日最低气温达到甜菜生长临界温度（5度）时开始，在“枯霜”来临前结束。东北种植区甜菜适宜收获期为9月下旬至10月上、中旬；华北地区为10月中旬；西北地区为10月中、下旬。当然，各地具体的收获时间还应根据当年甜菜生长的实际情况来确定。
目前，除少数有条件的国营农场采用机械挖掘外，一般都采用畜力收获或手工挖掘。即用畜力牵引的铲镗犁或翻地犁将甜菜垄行镗15～18厘米。为防止镗偏垄，可将铲镗犁的前轮卸下，安装两个运输轮，轮距等于垄宽。镗时两轮走在垄沟内，可保证犁平稳前进。
机械收获甜菜，主要采用拖拉机牵引摘掉犁壁的四铧犁或五铧犁进行挖掘。犁铲入土深度20～22厘米。中国农科院甜菜研究所设计制造的农甜1GZ-2型耕作机非常适合挖掘甜菜。该机用小四轮拖拉机牵引，每次挖松甜菜两垄，尾根被切断，块根原位松动，不失水，可防止甜菜块根受冻，满足随起、随集堆、随切削的作业要求；同时，可提前挖松，块根带土少，方便切削。该机作业效率为4亩/小时。
甜菜挖掘、捡拾和集堆应连续作业，以免块根长时间风吹日晒，失水萎蔫或受冻害，降低品质。甜菜集堆时，应先抖落块根上的泥土，根朝里、叶朝外，码成圆堆或长形堆，防止块根大量失水或受冻害。
