向日葵从播种到成熟的生育全过程可分为种子萌发、出苗期、幼苗期、开花期、成熟期等主要生育时期，各个生育时期所需的天数，因品种、温度、日照、水分、养分和播期等条件不同而有很大的差异。早熟品种、夏播、较高的温度、短日照而晴朗的天气，都可使各生育时期加速完成。
1.温度
向日葵的原产地在北美洲的西南部，属热带性气候。但北美洲西南部多山气候带有大陆性特点，温度升降剧烈，造就向日葵既喜温热而又耐低温。它发芽所需的温度较低，最低为4～6℃，比玉米、高粱等作物所需的发芽温度低得多。向日葵种子发芽的最适温度为31～37℃，最高温度为37～44℃。向日葵能耐低温，但并不喜欢低温，在温度适宜或较高的情况下发育明显加快。一般油用品种，早春播种的整个生育期间需积温2300～2400℃，而夏播只需1700～2200℃。
2.光
向日葵属高光呼吸植物，大豆、小麦等作物，光合强度在30～50klx范围内呈饱和值，但向日葵即使达到80～100klx也不出现饱和现象。向日葵属短日照或中性日照作物，最喜充足的阳光。幼叶、幼茎、总苞叶以及花盘与向日葵的向阳性有密切关系。向阳运动对向日葵十分有利，是向日葵充分利用光能的一种适应性。向阳运动使向日葵光合产物提高了大约9.5%，而且这种向阳性还有一定规律。掌握这一规律，可为确定适宜机械收获的栽培垄向提供依据。向日葵在不同光照条件下，各发育阶段的速度亦有明显差别，从出苗到开花期间，对于强光照和其中的短波辐射成分要求增强，而在生殖器官和花器官形成时达到最大限度，其后由开花到种子成熟时期逐渐减弱。试验证明，向日葵的生长发育不仅决定于每日光照的长短，而且决定于它们在任何地区所获得的太阳光质和光量。但有一些向日葵品种对日照的长短并不十分敏感。
3.水分
向日葵是一种比较抗旱的作物，其能抗旱的主要原因有三点：第一，向日葵有强大的根系，能深入土壤中吸收深层的水分；第二，向日葵叶子的致死饱差（430%）较大；第三，向日葵叶上密生白色茸毛不但能起到覆盖作用，而且能反射强光，有利降低植株表面温度，减少水分损失。但是在向日葵一生中，不同的生育期，其抗旱能力、对水分的要求不一样。从出苗到现蕾之前，是向日葵抗旱能力最强的阶段，如这个阶段干旱，有利于蹲苗壮秆，促进根系发育；如水分过多，会造成徒长，不利于增产。从现蕾到开花结束这一时期，向日葵需水量最大，约占全生育期需水量的60%以上，需要土壤含量为最大持水量的65%以上。因为这时植株生长快，茎叶繁茂，气温增高，蒸腾量大。同时，这个时期又正是花盘发育及种子形成的养分时期，如果水分不足，就会导致花盘小、结子数量少，千粒重低，因而减产。但是如果雨水过多，阴雨连绵，也会导致授粉不良、病害蔓延，降低产量。从开花基本结束到成熟前，向日葵需水量不大，一般，占全生育期需水量的20%，并需要晴朗的天气。这个时期雨水过多，空气相对湿度大，会使病害加重，成熟延迟，给收获带来困难。向日葵虽然比较抗旱，但在关键时期缺水，还是会降低种子含油量和产量。
4.土壤
向日葵适应性强，对土质的选择不太严格，除沼泽土、重沙质土和石灰质过多的土壤不宜种植外，一般土地均能种植，甚至在含盐量0.3%的盐碱地上也能正常生长。但向日葵要创造高产，也需要土层深厚、有团粒结构和排水良好的土壤。土地肥沃，籽实产量和种仁含油量高，含氮过多的土壤种仁含油量则低，反之则高；盐碱地上的向日葵种仁含油量最低，而一般土壤种仁含油量则高。土壤中钠离子和碳酸根离子不利于油分的形成，增施磷肥，可起到调解作用。
5.养分
氮素营养对向日葵的生长发育非常重要。在整个生长期，氮大部分集中在叶部，而在生理成熟期则集中于籽实。如缺乏正常生命活动所必需的氮素，会阻碍植株的发育和引起含油量降低。在一定限度内增加氮素，茎叶中的营养物质增多，可以增加含油量；一旦氮素超过需求量，营养物质不再增加，含油量反而明显下降。磷肥对向日葵的生长发育和生产力有重要影响。施用磷肥可促进幼苗根系发育，使其导管粗壮，数量增多。在向日葵各早期发育阶段，高剂量的磷不仅能促进根系的发育，而且还能增强磷钾的吸收；使其植株生长茁壮、叶大、花盘宽、开花多，提高单株生产力。磷肥不足，将延迟向日葵的生长和发育。在各较晚发育阶段，磷肥再多也不起作用。在干旱的情况下。增施磷肥可提高植株的抗旱能力。向日葵对钾肥的需要非常突出，比蓖麻、亚麻和芥菜多2倍以上，如每形成50kg种子，向日葵需氮化钾9.3kg；蓖麻需2.9kg；亚麻需2.8kg；芥菜需2.7kg。不施钾肥，既降低籽实产量，又使茎秆变细，引起倒状。向日葵氮磷混施及施氮、磷、钾全肥比单施氮肥增产更为明显。向日葵对微量元素虽需要不多，但也必不可少。合理施肥能促进向日葵有效利用水分。
