Helianthus annuus est une grande plante annuelle, à tige très forte et peu ramifiée, pouvant atteindre jusqu'à 4 m de hauteur. Les feuilles simples, cordées (en forme de cœur), alternées, sauf à la base où elles sont parfois opposées, ont un pétiole plus ou moins long et sont rudes au toucher. Les fleurs extérieures ligulées du capitule disposées sur un seul rang, sont généralement jaunes. La disposition des fleurs centrales (ou fleurons), ou des graines, sur le réceptacle dessine des spirales répondant aux règles de la phyllotaxie et tournant soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit en sens inverse. Le tournesol est sujet à l'héliotropisme avant la floraison. Ce phénomène agit sur la croissance de la tige en fonction de l'éclairement. Il permet aux feuilles de garder tout au long de la journée une exposition optimale au soleil. Au début de la floraison, la fleur pointe définitivement dans la direction Est/Sud-Est. Cette plante appréciée des abeilles à de nombreuses utilisations : cuisine, agrocarburant, alimentation animale, chimie ....