Die Sonnenblume ist eine krautige Pflanze, die Wuchshöhen von meist 1 bis 2, seltener 2,2 Meter erreicht. Sie bildet keine Knollen. Der Stängel ist rauhaarig. Die fast alle wechselständigen am Stängel angeordneten Laubblätter sind in Blattstiel und Blattspreite gegliedert. Die einfache Blattspreite ist bei einer Länge von bis 40 Zentimeter und einer Breite von bis zu 35 Zentimeter breit herzförmig mit gesägten Rand.