向日葵（拉丁文：Helianthus annuusL.），是菊科向日葵属的一年生本植物。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。
    向日葵的根由主根、侧根和须根组成。主根入土较深，一般为100～200厘米；侧根从主根上生出，水平方向生长；侧根上长有许多的须根。侧根和须根上着生根毛。向日葵根系发达，在土壤中分布广而深，其中60%左右的根系分布在0～40厘米土层中。向日葵根的生长速度一直比茎快，花盘形成前后根生长最快，到种子开始成熟时，根不再生长，以后便逐渐枯萎。此外，在适宜条件下可长出大量的水根（似玉米的气生根）。
    茎秆圆形直立，表面粗糙并被有刚毛。茎由皮层、木质部和海绵状的髓组成。生育后期，茎秆木质化，而茎内的髓部则形成空心。向日葵的胚茎有绿色、淡紫、深紫等，是苗期识别品种的重要标志。
    向日葵的叶分为子叶和真叶。子叶一对。真叶在茎下部1～3节常为对生，以上则为互生。真叶比较大，叶面和叶柄上着生短而硬的刚毛，并覆有一层蜡质层。
    向日葵为头状花序，生长在茎的顶端，俗称花盘。其形状有凸起、平展和凹下三种类型。花盘上有两种花，即舌状花和管状花。舌状花1～3层，着生在花盘的四周边缘，为无性花。它的颜色和大小因品种而异，有橙黄、淡黄和紫红色，具有引诱昆虫前来采蜜授粉的作用。管状花，位于舌状花内侧，为两性花。花冠的颜色有黄、褐、暗紫色等。果实为瘦果，习惯称为种子、瓜子，俗称葵花籽，可食用。果实包括果皮、种皮、胚三部分。食用型种子较长，果皮黑白条纹占多数，果皮厚，约占种子重量的40%以上，千粒重100~200克。油用型种子较短小，果皮多为黑色，皮薄，约为种子重量的20～30%，千粒重40~110克。