向日葵（學名：Helianthus annuus L.）：是菊科、向日葵屬的植物。因花序隨太陽轉動而得名。一年生草本，高1-3.5米，最高可達9米。莖直立，圓形多稜角，質硬被白色粗硬毛。廣卵形的葉片通常互生，先端銳突或漸尖，有基出3脈，邊緣具粗鋸齒，兩面粗糙，被毛，有長柄。頭狀花序，直徑10-30厘米，單生於莖頂或枝端。總苞片多層，葉質，覆瓦狀排列，被長硬毛，夏季開花，花序邊緣生中性的黃色舌狀花，不結實。花序中部為兩性管狀花，棕色或紫色，能結實。矩卵形瘦果，果皮木質化，灰色或黑色，稱葵花籽。
野生向日葵棲息地主要是草原以及乾燥、開闊的地區。它們沿著路邊、田野、沙漠邊緣和草地生長。在陽光充足，潮濕或受干擾的地區生長最好。原產南美洲，馴化種由西班牙人於1510年從北美帶到歐洲，最初為觀賞用。19世紀末，又被從俄國引回北美洲。世界各國和中國均有栽培，通過人工培育，在不同生境上形成許多品種，特別在頭狀花序的大小色澤及瘦果形態上有許多變異，並為綜合利用的最好原料。
主要分兩大類，食用和觀賞。向日葵種子叫葵花籽，含油量很高，為半幹性油，味香可口，供食用。花穗、種子皮殼及莖稈可作飼料及工業原料，如制人造絲及紙漿等，花穗也供藥用。
向日葵的生長期是指從出苗到種子成熟所經歷的天數，一般為85-120天以上。生長期長短因品種、播期和栽培條件不同而有差異。向日葵整個生長期分為幼苗期、現蕾期、開花期和成熟期四個生長時期。
幼苗期：從出苗到現蕾，稱為幼苗期。一般需要35-50天，夏播28-35天。此時期是葉片、花原基形成和小花分化階段。該階段地上部生長遲緩，地下部根系生長較快，很快形成強大根系，是向日葵抗旱能力最強的階段。
現蕾期：向日葵頂部出現直徑1厘米的星狀體，俗稱現蕾。從現蕾到開花，一般約需20天左右，是營養生長和生殖生長並進時期，也是一生中最旺盛的階段。這個時期向日葵需肥、水最多，約占總需肥水量的40-50%。此期如果不能及時滿足對水肥的需要，將會嚴重影響產量。
開花期：田間有75%植株的舌狀花開放，即進入開花期。一個花盤從舌狀花開放至管狀花開放完畢，一般需要6-9天。從第二天至第五天是該花序的盛花期。這4天開花數約占開花數量的75%。花多在早晨4-6點開放，次日上午授粉、受精。未受精的枝頭可保持7-10天不凋萎。向日葵自花授粉結實率極低，僅為3%左右，而異花授粉結實率高。氣溫高，雨水多，濕度大，光照不足，土壤乾旱等會使結實率降低。因此，調節播期，適時施肥、澆水，防治病蟲害，以及採取放蜂或人工輔助授粉等措施，可提高結實率。
成熟期：從開花到成熟，春播25-55天，夏播25-40天。不同品種有差異。開花授粉盾15天左右是子粒形成階段。此期需天氣晴朗，晝夜溫差較大和適宜的土壤水分。
向日葵，由於其生長前期的幼株頂端及中期的幼嫩花盤會跟著太陽轉動得非常明顯而得名。從生物科學上分析向日葵向日原因：向日葵從發芽到花盤盛開之前這一段時間，是向日的，其葉子和花盤在白天追隨太陽從東轉向西，不過並非即時的跟隨，植物學家測量過，其花盤的指向落後太陽大約12度，即48分鐘。太陽下山後，向日葵的花盤又慢慢往回擺，在大約凌晨3點時，又朝向東方等待太陽升起。
已知植物與其周圍的光同步。這被稱為晝夜節律。它們由植物本身產生並且是自我維持的。植物如何實現它們以及它們如何顯示它們有不同的方式。向日葵有自己的方式，這種方式是使用某種激素。向日葵植物含有稱為生長素的激素。這些荷爾蒙對陽光敏感，盡一切可能尋找陰影。因此，它們從沐浴在陽光下的植物部分遷移到莖中的陰影區域。一旦那裡，生長素（基本上是生長激素）刺激細胞的生長。這導致莖在陰影區域變得笨重，因此花朵朝向相反的方向彎曲而朝向太陽。當太陽在天空中移動時，生長素也會繼續遷移到被遮蔽的莖幹部分，通過刺激細胞生長不斷使陰影部分變得更加笨重。這就是向日葵繼續面向太陽的方式——不斷地從莖的較大部分彎曲。主要是年輕的花頭，具有這種延遲性。這是因為年輕的花有綠色的「苞片」，基本上看起來像鬃毛，植物的葉子正面朝向太陽。在這個階段花朵跟隨太陽的明顯原因是最大化光合作用。
向日葵的花托部生長素背光分布，因而背光側的莖生長較快，莖會向光源處彎曲。在陽光的照射下，生長素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面細胞拉長向太陽轉動。在太陽落山後，生長素重新分布，使向日葵轉回東方。花盤盛開後，就不再向日轉動，而是固定朝向東方。向日葵的花粉怕高溫，如果溫度高於30℃，就會被灼傷，因此固定朝向東方，可以避免正午陽光的直射，減少輻射量。但是，花盤在早上受陽光照射，有助於烘乾在夜晚時凝聚的露水，減少受黴菌侵襲的可能性；此外早上溫度較低，陽光的照射使向日葵的花盤成了溫暖的小窩，能吸引昆蟲幫助傳粉。
野生向日葵棲息地主要是草原以及乾燥、開闊的地區。它們沿著路邊、田野、沙漠邊緣和草地生長。在陽光充足，潮濕或受干擾的地區生長最好。野生向日葵耐受高溫和低溫，但更耐低溫，最佳溫度範圍在21-26℃之間。向日葵對土壤要求較低，在各類土壤上均能生長，從肥沃土壤到旱地、瘠薄、鹽鹼地均可種植。不僅具有較強的耐鹽鹼能力，而且還兼有吸鹽性能。可以在鹼性土壤中茁壯成長，抗旱性較強。
主要價值
食用
葵花籽含有蛋白質、脂肪以及多種維生素、葉酸、鐵、鉀、鋅等人體必需的營養成分。葵花籽營養豐富、味道可口，是十分受人們歡迎的悠閒零食。脫殼的葵花籽仁可以烹飪或用於製作蛋糕、冰淇淋、月餅等甜食。
經濟
油用向日葵用於榨油，具有重要的經濟價值，不僅可以解決中國部分地區的食用油問題，還可以帶動養殖業、加工業的發展。向日葵油含有70%的亞油酸，豐富的維生素E和胡蘿蔔素，並且熔點低，在17-27℃時即可熔解，不含有害物（制癌物）芥酸，是價值極高的保健油，也是國際流行的首選保健油。向日葵榨油後的油餅是營養價值極高的動物飼料，已被廣泛應用於家畜和禽類的養殖中。
觀賞
向日葵花盤形似太陽，花色亮麗，純樸自然，充滿生機。一般成片種植，開花時金黃耀眼，極為壯觀，深受大家喜愛。
凈化
日本福島第一核電站發生核泄漏事故之後，日本政府宣布，將核電站周圍20公里區域設為禁止進入的「警戒區」。在「警戒區」範圍內，放射性輻射的強度超過正常標準1000倍以上，碘131和銫137是其中最主要的兩种放射性物質。碘131的半衰期為8.3天，而作為一種重金屬放射物，銫137的半衰期卻長達30年。碘131的濃度有可能在自然環境中逐漸代謝，銫137則會沉積在土壤中很多年，對人造成持續的傷害。
面對難以代謝的銫137，日本政府想出了一個新的對策。為在「警戒區」清理土壤中的放射性核物質，種植向日葵。從萌芽到收割，利用綠色植物去除環境中的污染成分，或將其轉化為無毒物質，向日葵這種修復土壤的功能，幾乎貫穿在它的整個生長過程中。當其紮根土壤，利用其根系吸收養分的同時，也是一個對有害污染物進行提取、降解、過濾、固定或者揮發的過程。日本種植向日葵的計劃就是利用了這種技術。
除了對金屬污染物較強的抵禦能力，根部的富集作用是向日葵能夠吸收有害污染物的主要原因。碩大的花盤、金黃的朵瓣下，深入土壤的根部能將污染物吸收到向日葵的枝幹內部，將重金屬儲存在其內部，實現了重金屬物質「由下到上」的轉移，降低了土壤中重金屬的含量。