向日葵（Helianthus annuus L.）又名丈菊，为菊科（Asteraceae(=Compositae)）向日葵属（Helianthus)的一种一年生高大草本植物。因其茎秆顶端含有较多的生长素，阳光照射时出现花盘向阳运动，故得名向日葵。向日葵原产于北美，世界各国均有栽培。在中国也广泛栽培，辽宁归化。向日葵的适应性广，喜温喜光，较抗旱，耐瘠薄，抗盐碱，是风沙地、盐碱地的先锋作物。
向日葵的头状花序极大，叶片呈覆瓦状排列。瘦果呈倒卵形或卵状长圆形，稍扁。向日葵是世界五大油料作物之一，向日葵油含有较多的不饱和脂肪酸，是菜肴、烹调、食品加工的重要原料，也是重要的工业原料。向日葵籽实可作为干果炒熟后食用，脱壳的向日葵种仁可用于制作甜食、烹饪。在中医药中，认为向日葵的籽、叶片、花、花盘、根和茎内髓心均可药用。因具有较高的观赏价值，向日葵也可作为城市绿化植物。
向日葵同时作为俄罗斯、秘鲁和乌克兰的国花，其花语是勇敢地追求自己想要的幸福，又表示沉跃的爱，常出现于在文学艺术作品中。
向日葵的原产地系北美洲的西南部，其野生种则广泛分布在北纬30°~52°之间的北美南部、西南部以及秘鲁和墨西哥北部地区。首先是由北美印第安人将野生向日葵进行驯化，变为最早的栽培向日葵。早在1493年哥伦布发现新大陆以前，当地居民就把向日葵列为栽培作物。16世纪初，西班牙探险队员从秘鲁和墨西哥将向日葵种子带到欧洲，最初在西班牙的马德里植物园作为花卉植物栽培，以后逐步传播到其他国家。到1779年以后，匈牙利人首先从向日葵籽实中提出油脂，才正式列为油料作物，栽培面积不断扩大。
16世纪末17世纪初，西班牙人把向日葵种子从越南传到中国云南，之后传入中国北方地区。多数学者认为，最早记载向日葵的文献为明朝王象晋所著《群芳谱》，称之为「丈菊」。清朝陈扶摇所著《秘传花镜》中，称之为「向日葵」。近年有报道，河南省新安县荆紫山发现明正德十四年（1519）重修玉皇阁时的疏璃瓦，瓦上有向日葵图案。这样，将大大提前向日葵传入中国的时间。
向日葵的茎直立，高1~3米，粗壮，被白色的粗硬毛，不分枝或有时上部分枝。
叶片互生，呈心状卵圆形或卵圆形，长10~40厘米，宽5~40厘米，顶端极尖或渐尖，有三基出脉，边缘有粗锯齿，两面被短糙毛，有长柄，长2~20厘米。
头状花序极大，直径约10~30厘米，单生于茎端或枝端，常下倾。花序梗2~20厘米。总苞片多层，叶质，覆瓦状排列，呈卵形至卵状披针形，顶端尾状渐尖，被长硬毛或纤毛。花托平或稍凸，有半膜质的托片。舌状花多数，黄色，舌片开展，呈长圆状卵形或长圆形，不结实。管状花极多数，棕色或紫色，有披针形的裂片，结果实。
瘦果呈倒卵形或卵状长圆形，稍扁压，长10~15毫米，有细肋，常被白色的短柔毛，上端有2个膜片状早落的冠毛。
向日葵原产北美，世界各国均有栽培。在中国也广泛栽培，辽宁归化。
向日葵的适应性广，喜温喜光，较抗旱，耐瘠薄，抗盐碱，是风沙地、盐碱地的先锋作物。
向日葵是喜温作物，既耐低温又抗高温，适宜生长的温度为18~25℃。向日葵幼苗可耐-5℃低温，在热带又能抗40℃以上的高温。向日葵虽然能耐低温，但并不喜欢低温，在温度适宜或较高的情况下发育明显加快。
向日葵是喜光短日照作物，但对日照长短反应不敏感。向日葵幼苗和花盘具有强烈的向光性，直到管状花开放授粉，花盘渐重后逐渐消失。向阳运动对向日葵十分有利，是向日葵充分利用光能的一种适应性。向阳运动可使向日葵光合产物提高。
向日葵是一种比较抗旱的作物，因其根系发达，吸水力强；茎叶着生茸毛并覆蓋蜡质层，可以有效地减少水分蒸发；加之茎秆中充满海绵状髓，能贮藏大量水分。种子发芽需要吸收种子本身重量一半左右的水分，出苗到现蕾需水量占全生育期较少，现蕾至开花结束需水量较大。
向日葵的适应性强，对土质的选择不太严格，除沼泽土、重沙质土和石灰质过多的土壤不宜种植外，一般土地均能种植，甚至在含盐量0.3%的盐碱地上也能正常生长。但向日葵要创造高产，也需要土层深厚、有团粒结构和排水良好的土壤。
向日葵的花期在7~9月，果期在8~10月。向日葵是异花授粉作物，在自然条件下靠蜜蜂或其他昆虫传粉完成授粉结实，通常其自交率小于5%。向日葵虽然具有发育正常的雌雄蕊，但是管状花自花不育，因为遗传控制的生理上的自交不亲和性，通常柱头上的自交花粉粒不萌发或萌发率极低；再加上雄蕊和雌蕊发育时期不同而减少了自花授粉的机会，一般雄蕊比雌蕊大约早成熟16小时。
向日葵主要采用播种繁殖。选择产量高、质量好、品质佳、商品性好、抗（耐）病、空瘪率低、发芽率高、发芽势强的优良品种，并进行种子处理。可采用晾晒、浸泡、消毒等措施提升向日葵种子的成活率。
组织培养在向日葵新品种的培育和种性的改良中有着极其重要的作用。向日葵的子叶、真叶、茎尖、下胚轴、花药、原生质体、未成熟胚等多种器官都可作为外植体进行组织培养繁殖。
向日葵对土壤条件要求不严，不宜连作，前茬作物以小麦、豆类及玉米为好。为了夺取高产，应该选择土层深厚、土壤肥沃疏松、地势平坦、灌排方便、pH为7左右的地块种植。深翻整地有利于主侧根生长，减少地下害虫危害，整地要做到地平、土碎、墒情均匀一致。在耕地时要进行施底肥，并要求土壤没有前茬作物残留。
向日葵秆高、茎粗，要合理密植，这样有利于通风透光，提高光合作用。播种的密度根据品种、土壤条件、肥力、水质条件等确定。土质、肥力、灌水条件较好，植株较高的宜稀；土质较差、土壤瘠薄、施肥较少，植株较矮的宜密。
向日葵出苗后一般应进行2~3次中耕除草。从现蕾到开花，向日葵需水较多，应进行灌溉。草害大的地块要增加中耕除草次数，在田间封垄前进行中耕培土，防止后期倒伏减产。适时、合理追肥，向日葵现蕾至开花期，沟施或穴施尿素，盛花期喷施磷酸二氢钾。
向日葵结盘时，有些品种会出现分枝情况，要及时除掉分枝，防止分枝与主茎抢营养，以保证主秆的花盘营养丰富，颗粒饱满。另外，在花授粉后也要及时将没有作用的老叶打掉，这样也可以提高通风性和通光性，减轻病虫害的发生。
在向日葵生长到开花授粉的阶段，应进行3次左右的人工授粉或者人工放蜂授粉。最好在上午或者傍晚进行，以提高授粉率。
危害症状：向日葵菌核病可造成向日葵茎折、花盘及种仁腐烂，对向日葵生产威胁很大。常见的有根腐型、茎腐型、叶腐型、花腐型4种类型，其中根腐型、花腐型危害最重。
防治方法：采取向日葵与禾本科作物轮作换茬；发现病株，要立即拔掉销毁。另外，可在结盘初期，选用速克灵、菌核净等药剂进行喷雾防治，重点保护花盘背面。
为害症状：向日葵螟成虫集中取食、产卵，卵孵化为幼虫取食种子，常把花盘咬成很多隧道，并吐丝结网。遇雨时花盘腐烂，降低向日葵的产量和品质。
防治方法：在向日葵盛花期、幼虫未蛀入籽实前，在花盘上喷施定虫隆、硫丹等，也可选用生物药剂，如BT乳剂稀释喷施花盘。为害较重的地区，以防成虫为主，在成虫盛发期用敌敌畏熏蒸或施放敌敌畏烟剂。
危害症状：列当寄生向日葵后，导致植株矮小，不能形成花盘，秕粒增多，籽仁含油率降低，品质变劣，产量下降，严重时直接造成向日葵的绝收。
防治方法：加强列当植物检疫，防止其种子随向日葵种子传播；重视轮作倒茬，选育抗列当向日葵品种是防治向日葵列当最有效的方法之一。此外可采用适宜的化学防除技术，如土壤熏蒸、药剂喷施茎叶等。
向日葵是重要的油料作物，其用途广泛，经济价值高。向日葵油含有较多的不饱和脂肪酸，可以熟吃也可生食，是烹调、食品加工的重要原料，能供应人体大量的热量，还含有维生素A、D、E、K供人体吸收和利用。向日葵油也是重要的工业原料，可用来制造磁漆、塑料、树脂、胶片聚酯、印刷油、润滑油、香料、肥皂及蜡烛等。
向日葵籽实可作为干果炒熟后食用；脱壳的向日葵种仁可用于制作甜食、烹饪。在中国的许多地方，向日葵籽仁已用于制作蛋糕、雪糕以及中国的传统食品月饼，并受到市场的欢迎。
向日葵的籽、叶片、花、花盘、根和茎内髓心均供药用（表1）。
表1向日葵的药用部位及功用主治
向日葵的花期长，花大，花内蜜腺多，是重要的蜜源植物。在产区周围养蜂不仅可收获蜂蜜、蜂王浆、花粉等高价值营养品，蜜蜂还可以促进向日葵授粉，增加向日葵的产量。
向日葵籽实榨油后的饼粕，含有丰富的营养，含氢化合物、纤维素、矿物质及少量的脂类，是很好的家畜精饲料。此外，向日葵苗期至开花期均可作为青饲料和牧草加以利用。
观赏向日葵的花色鲜艳，花型、株型丰满，头状花序多，舌状花有黄色、橙色、乳白色、红褐色等，管状花有黄色、橙色、褐色、绿色和黑色等，具有较高的观赏价值，可作为城市绿化植物。
向日葵对盐碱地具有较好的改良效果，研究发现，种植过向日葵的土壤表层含盐量降低，土壤肥力提高。通过种植向日葵改良北方盐碱地，不仅可以提高地表植被覆蓋率、减少地表水分蒸发，同时还可对盐碱土进行修复，包括改善土壤结构、降低土壤含盐量、提髙土壤肥力水平、丰富土壤微生物群落等，符合可持续农业发展的要求。
向日葵茎秆顶端含有较多的生长素，太阳光照射时，生长素向背面横向运动，造成背光面生长素增多，细胞分裂和伸长加速，茎组织伸长，导致茎部顶端向光照方向弯曲，出现了花盘向阳运动。
荷兰画家凡·高曾作12幅名为《向日葵》的油画。从各种角度，表现了向日葵在阳光照射下的生机，色彩绚丽，体现了作者的观察力与表现力。1987年3月30日，作者自认画得「最简单」的一幅《向日葵》，在伦敦克里斯蒂拍卖行以2250万英镑售出，创下当时绘画售价的世界纪录。
向日葵是俄罗斯的国花。俄罗斯是世界上国土面积最大的国家，位于欧洲东部和亚洲北部，其冬季漫长，俄罗斯人选择了金黄明亮外形酷似太阳的向日葵作为国花，把它看做光明之花——给人带来美好希望之花。向日葵也是秘鲁和乌克兰的国花。
向日葵的花语是勇敢地追求自己想要的幸福，又表示沉跃的爱。关于向日葵，曾有一个美丽的希腊神话传说。克吕提厄是一位海洋女神，她曾是太阳神赫利俄斯的情人，但后来赫利俄斯又爱上波斯公主琉科托厄。妒火中烧的克吕提厄向波斯王俄耳卡摩斯告发了琉科托厄与赫利俄斯的关系。俄耳卡摩斯下令将不贞的女儿活埋。赫利俄斯得知此事后，彻底断绝了与克吕提厄的来往。痴情的克吕提厄一连数天不吃不喝，凝望着赫利俄斯驾驶太阳车东升西落，日渐憔悴，最终化为一株向阳花（向日葵）。