Mezi slunečnicemi nalezneme jednoleté i vytrvalé rostliny. Mají silný, chlupatý stonek s velkými, řapíkatými, zubatými listy. Níže rostoucí listy jsou střídavé, oválné nebo srdčité, listy při vrcholu stonku jsou užší a střídavé. Dosahují i značné výšky, 60 – 400 cm. Detail struktury listu slunečnice Velké úbory se žlutými jazýčkovitými květy vyrůstají na konci stonku. U slunečnice roční existují i odrůdy se smetanovými, oranžovými nebo červenými květy. Mladá rostlina je heliotropní, tzn, že květy se otáčejí za sluncem. Až při dozrávání semen úbor postupně těžkne a sklání se k zemi. Semena slunečnice jsou v semenících uspořádána do spirál o dvou po sobě jdoucích číslech Fibonacciho posloupnosti.
