向日葵总是向着太阳主要是因为受到光线的影响。其根茎部含有一种避光、刺激细胞生长的植物生长素。当这种生长素遇到阳光，就会跑到背光面躲避起来，使得背光面生长较快，向阳面生长得较慢，造成了茎部向光性的弯曲，产生其一直向阳生长的现象。太阳下山后，生长素会重新分布，又使向日葵慢慢地转回起始位置。

不过一般在向日葵植株发芽到开花这一段时期内，它的叶子和花盆才会随着太阳转动，在花盘盛开后，就会固定的朝向东方。

向日葵的叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，并非即时跟随的。植物学家曾测量过，其花盘的指向会落后于太阳大约12度，即48分钟。太阳下山后，生长素会重新分布，又使向日葵慢慢地转回起始位置，再次朝向东方。大约凌晨3点左右，它就会朝向东方等待太阳升起。