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になるように動き、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。北海道の標準播種期は5月上旬であり、霜や氷点下の気温にも耐性はある。
150px|thumb|left|ヒマワリの種
種は長卵形でやや平たい。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。

thumbnail|200px|種ができる頃のヒマワリ
ヒマワリがスペイン国外に持ち出されるまで100年近くを要し、ようやく17世紀に至りフランス、次にロシアに伝わった。ロシアに到達してはじめて、その種子に大きな価値が認められた。
正教会は大斎の40日間は食物品目の制限による斎（ものいみ）を行う。19世紀の初期にはほとんど全ての油脂食品が禁止食品のリストに載っていた。しかしヒマワリは教会の法学者に知られていなかったのか、そのリストにはなかったのである。こうした事情から、正教徒の多いロシア人たちは教会法と矛盾なく食用可能なヒマワリ種子を常食としたのであった。そして、19世紀半ばには民衆に普及し、ロシアが食用ヒマワリ生産の世界の先進国となったのであった。
日本には17世紀に伝来している。

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(ヒマワリはロシアの国花でもある) - 6,430千トン
# ウクライナ - 5,230千トン
# アルゼンチン - 3,440千トン
# 中国 - 1,820千トン
# フランス - 1,441千トン

また、煎って食用とすることができる。また、ペット（ハムスター、小鳥など）の餌に利用される。
ディーゼルエンジン用燃料（バイオディーゼル）として利用する研究も進められている。
乾燥した種子を用いる生薬名は「向日葵子」（ひゅうがあおいし）。
観光地にその花畑が設けられる場合がある。
また、カリウムなどと共に性質が類似する放射性セシウムを吸収する性質を持つことから、原発事故などで放射能汚染された土地に植えたら除去できるという間違った説が流布しているが、そのような効果は認められていない。また農水省は「ヒマワリはセシウムの吸収率が低く、除染に極めて長い時間がかかるため実用的ではない」としている。

* 北海道北竜町
* 宮城県大崎市（旧・三本木町）
* 栃木県野木町
* 長野県富士見町、信濃町、筑北村、諏訪市、阿南町
* 石川県津幡町
* 兵庫県佐用町（旧・南光町）
* 島根県斐川町
* 香川県まんのう町（旧・仲南町）
* 岡山県笠岡市