原産地は北アメリカ。高さ2mくらいまで生長し、夏にかなり大きな黄色の花を咲かせる。
大きな一つの花のように見えるが頭状花序と呼ばれ、多数の花が集まって一つの花の形を作っている。これは、キク科の植物に見られる特徴である。外輪に黄色い花びらをつけた花を舌状花、内側の花びらがない花を筒状花と区別して呼ぶ場合がある。
和名の由来は、太陽の動きにつれてその方向を追うように花が回るといわれたことから。ただしこの動きは生長に伴うものであるため、実際に太陽を追って動くのは生長が盛んな若い時期だけである。若いヒマワリの茎の上部の葉は太陽に正対するように動き、朝には東を向いていたのが夕方には西を向く。日没後はまもなく起きあがり、夜明け前にはふたたび東に向く。この運動はつぼみを付ける頃まで続くが、つぼみが大きくなり花が開く頃には生長が止まるため動かなくなる。その過程で日中の西への動きがだんだん小さくなるにもかかわらず夜間に東へ戻る動きは変わらないため、完全に開いた花は基本的に東を向いたままほとんど動かない。なお、これは茎頂に一つだけ花をつける品種が遮るもののない日光を受けた場合のことであり、多数の花をつけるものや日光を遮るものがある場所では必ずしもこうはならない。
ヒマワリの種種は長楕円形である。種皮色は油料用品種が黒色であり、食用や観賞用品種には長軸方向に黒と白の縞模様がある。
OIL WORLD誌の統計によるとヒマワリの種子生産量は2006/07年産、油料用植物として大豆（234.98百万トン）、ナタネ（47.26百万トン）、綿実（44.15百万トン）に次ぐ、生産量（29.84百万トン）を誇る。
また、2006/07年の植物油生産量はパーム油（37,985千トン）、大豆油（36,716千トン）、ナタネ油（18,425千トン）、ヒマワリ油（11,171千トン）である。ヒマワリの生産地域はロシア周辺のヨーロッパに偏っている。5割強がヨーロッパ州に集中しており、アジア州と南アメリカ州がそれぞれ2割弱を生産している。
ロシア - 6,430千トン
アルゼンチン - 3,440千トン
ウクライナ - 5,230千トン
中国 - 1,820千トン
フランス - 1,441千トン
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