向日葵属向日葵族，一年生草本，高1～3.5米。茎直立，圆形多棱角，质硬被白色粗硬毛。广卵形的叶片通常互生，先端锐突或渐尖，有基出3脉，边缘具粗锯齿，两面粗糙，被毛，有长柄。头状花序，直径10～30厘米，单生于茎顶或枝端。
向日葵总苞片多层，叶质，覆瓦状排列，被长硬毛，夏季开花，花序边缘生中性的黄色舌状花，不结实。花序中部为两性管状花，棕色或紫色，能结实。矩卵形瘦果，果皮木质化，灰色或黑色，称葵花籽。
向日葵原产南美洲，驯化种由西班牙人于1510年从北美带到欧洲，最初为观赏用。19世纪末，又被从俄国引回北美洲。中国均有栽培。向日葵种子叫葵花籽，常炒制之后做为零食食用，味美，也可以榨葵花籽油用于食用，油渣可以做饲料。
形态特征：向日葵为1年生草本，高1.0～3.5米，杂交品种有半米高植株。茎直立，粗壮，圆形多棱角，为白色粗硬毛。叶通常互生，心状卵形或卵圆形，先端锐突或渐尖，有基出3脉，边缘具粗锯齿，两面粗糙，被毛，有长柄。
头状花序，极大，直径10~30厘米，单生于茎顶或枝端，常下倾。总苞片多层，叶质，覆瓦状排列，被长硬毛，夏季开花，花序边缘生黄色的舌状花，不结实。花序中部为两性的管状花，棕色或紫色，结实。
瘦果，倒卵形或卵状长圆形，稍扁压，果皮木质化，灰色或黑色，俗称葵花籽。最常见的向日葵高度为2.5～3.5米。根据1567年的科学文献报告，历来被认为单头向日葵植物是种植在帕多瓦，植株高度最高可达12米。
生长习性：向日葵的种植四季皆可，重要以夏、冬两季为主。花期可达两周以上。品种可分为“普通观赏用”品种或“食用”种类，个别观赏用品种特点为植株较矮小，通常不超过半公尺。观赏向日葵因而适合栽种于盆栽中；
食用品种则植株较为高大，种于正常露天苗圃泥土中，可长至2公尺以上。向日葵成长相称敏捷，花期相称久长可达两周以上，向日葵的生长与温度、水分、光照、土壤等因素关系密切。
向日葵的国花市花
俄罗斯国花：前苏联人民热爱向日葵，并将它定为国花。俄罗斯把国花仍定为向日葵“更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”。向日葵，向往光明之花，合人带来美好希望之花，它全身是宝，把自己无私地奉献给人类。
向日葵花语：信念、光辉、高傲、忠诚、爱慕、勇敢地去追求自己想要的幸福、沉默的爱。向日葵具有向光性，人们称它为太阳花，随太阳回绕的花。在古代的印加帝国，向日葵是太阳神的象徵。因此向日葵的花语是太阳。
向日葵的文化背景
在阳光的照射下，生长素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长向太阳转动。在太阳落山后，生长素重新分布，使向日葵转回东方。花盘盛开后，就不再向日转动，而是固定朝向东方。
向日葵的花粉怕高温，如果温度高于30℃，就会被灼伤，因此固定朝向东方，可以避免正午阳光的直射，减少辐射量。但是，花盘在早上受阳光照射，有助于烘干在夜晚时凝聚的露水，减少受霉菌侵袭的可能性；
此外早上温度较低，阳光的照射使向日葵的花盘成了温暖的小窝，能吸引昆虫帮助传粉。向日葵的花托部生长素背光分布，因而背光侧的茎生长较快，茎会向光源处弯曲。向日葵，由于其生长前期的幼株顶端及中期的幼嫩花盘会跟着太阳转动得非常明显而得名。人们认为向日葵朝阳仅与光能照射有关，此外与重力作用也有着密切关系。
向日葵的作用用途
观赏价值：向日葵除了外型酷似太阳以外，它的花朵明亮大方，适合观赏摆饰，几句观赏价值。
净化价值：福岛第一核电站发生核泄漏事故之后，日本政府宣布，将核电站周围20公里区域设为禁止进入的“警戒区”。在“警戒区”范围内，放射性辐射的强度超过正常标准1000倍以上，碘131和铯137是其中最主要的两种放射性物质。
碘131的半衰期为8.3天，而作为一种重金属放射物，铯137的半衰期却长达30年，也就是说，前者的浓度还有可能在自然环境中逐渐代谢，而后者，则会沉积在土壤中很多年，对人造成持续的伤害。
面对难以代谢的铯137，日本政府想出了一个新的对策。在“警戒区”清理土壤中的放射性核物质，这一任务今后交给向日葵来完成。从萌芽到收割，利用绿色植物去除环境中的污染成分，或将其转化为无毒物质。
向日葵这种修复土壤的功能，几乎贯穿在它的整个生长过程中。当其扎根土壤，利用其根系吸收养分的同时，也是一个对有害污染物进行提取、降解、过滤、固定或者挥发的过程。日本种植向日葵的计划就是利用了这种技术。
除了对金属污染物较强的抵御能力，根部的富集作用是向日葵能够吸收有害污染物的主要原因。硕大的花盘、金黄的朵瓣下，深入土壤的根部能将污染物吸收到向日葵的枝干内部，将重金属储存在其内部，实现了重金属物质“由下到上”的转移，降低了土壤中重金属的含量。