Le tournesol, ou grand soleil, est une grande plante annuelle, appartenant à la famille des Astéracées (Composées), dont les fleurs sont groupées en capitules de grandes dimensions. Cette plante est très cultivée pour ses graines riches en huile (environ 40 % de leur composition) alimentaire de bonne qualité. Le tournesol est, avec le colza et l'olivier, l'une des trois sources principales d'huile alimentaire en Europe.
Le mot « tournesol » est emprunté à l'italien girasole, « qui tourne avec le soleil ». Son nom scientifique est Helianthus annuus L. Il existe de nombreux noms ou expressions vernaculaires pour le désigner : grand-soleil, soleil des jardins, soleil commun, graine à perroquet, hélianthe… C'est une grande plante annuelle, à tige très forte et peu ramifiée, pouvant atteindre jusqu'à 4 m de hauteur. Les feuilles simples, ovales, alternes, sauf à la base où elles sont parfois opposées, ont un pétiole plus ou moins long et sont rudes au toucher. Les capitules, réceptacles floraux charnus, qui ont tendance à se renverser après la floraison, peuvent atteindre 30 cm de largeur. Ils sont entourés d'un involucre à bractées ovales avec un sommet pointu. Les fleurs extérieures ligulées disposées sur un seul rang, sont généralement jaunes. Les fleurs centrales en tube sont jaune pâle ou rouge foncé chez les variétés anthocyanées. Les fruits sont des akènes surmontés par deux écailles en arête. La racine principale est pivotante.
La disposition des fleurs centrales (ou fleurons), ou des graines, sur le réceptacle dessine des spirales répondant aux règles de la phyllotaxie et tournant soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit en sens inverse. Les nombres de fleurons de chaque type de spirale sont constants et sont des nombres successifs de la suite de Fibonacci, par exemple 34/55 ou 55/89.
Le tournesol est sujet à l'héliotropisme avant la floraison. Ce phénomène agit sur la croissance de la tige en fonction de l'éclairement. Il permet aux feuilles de garder tout au long de la journée une exposition optimale au soleil. Au début de la floraison, la fleur pointe définitivement dans la direction Est/Sud-Est.
C'est le symbole de plusieurs cultures, notamment des amerindiens (apaches) d'Amérique du Nord.
L'huile est extraite des graines, dont la teneur dans les variétés améliorées varie de 45 à 50 %. L'huile de tournesol est appréciée pour son équilibre en acides gras : elle contient 12 % seulement d'acides gras saturés et beaucoup d'acides gras mono ou poly-insaturés, acide oléique, acide palmitique et surtout acide linoléique, qui est un acide gras essentiel. D'après les nutritionnistes, cette huile a d'excellentes qualités diététiques, par exemple pour combattre le diabète. C'est également une bonne source de vitamine E.
C'est une plante originaire de l'Ouest de l'Amérique du Nord : est du Canada et des États-Unis, centre et sud des États-Unis, nord du Mexique. Cultivée à l'origine par les Amérindiens, elle fut importée en Europe par les Espagnols au xvie siècle. Sa culture se développa particulièrement en Russie. Elle est aujourd'hui largement répandue par la culture dans tous les continents.
Le genre Helianthus comprend une cinquantaine d'espèces, toutes originaires d'Amérique du Nord, dont le topinambour (Helianthus tuberosus L.)
