向日葵对土壤具有广泛的适应性，能在多种土壤条件下生长。最适宜种植向日葵的土壤为黑土层深厚、排水良好、肥力较高的沙壤土或黑壤土，pH值在6-8之间最为理想。
向日葵对土壤条件要求不严，从轻沙壤土到重黏土均可栽培，甚至在含盐量0.3%-0.5%的盐碱地也能种植。但要获得高产稳产，仍需要良好的土壤条件。土壤耕层（0-20厘米）地温达到2℃时种子即可萌动，4-6℃可以发芽，8-10℃就能出苗生长。
向日葵不耐连作，前茬以禾谷类作物最佳。要避免重茬、迎茬，豆类作物因菌核病严重不宜作为前茬。特别注意前茬施用过长残效除草剂的地块不适合种植向日葵。
向日葵对温度适应性较强，既耐寒又喜温。油用型向日葵从出苗到成熟需要≥5℃的有效积温约1700℃，食用型向日葵则需要约1900℃。