向日葵究竟向不向日?答案是：要看处于什么生长阶段。工具书那样笼统地说向日葵“常朝着太阳”，是不准确的。
向日葵从发芽到花盘盛开之前这一段时间，的确是向日的，其叶子和花盘在白天追随太阳从东转向西，不过并非即时的跟随，植物学家测量过，其花盘的指向落后太阳大约12度，即48分钟。太阳下山后，向日葵的花盘又慢慢往回摆，在大约凌晨3点时，又朝向东方等待太阳升起。
在阳光的照射下，生长素在向日葵背光一面含量升高，刺激背光面细胞拉长，从而慢慢地向太阳转动。在太阳落山后，生长素重新分布，又使向日葵慢慢地转回起始位置，也就是东方。
但是，花盘一旦盛开后，就不再向日转动，而是固定朝向东方了。为什么最后要面向东方而不是其他方向或朝上呢?这可能是自然选择的结果，对向日葵的繁衍有益处。向日葵的花粉怕高温，如果温度高于30℃，就会被灼伤，因此固定朝向东方，可以避免正午阳光的直射，减少辐射量。但是，花盘一大早就受阳光照射，却有助于烘干在夜晚时凝聚的露水，减少受霉菌侵袭的可能性，而且在寒冷的早晨，在阳光的照射下使向日葵的花盘成了温暖的小窝，能吸引昆虫在那里停留帮助传粉。
向日葵的花托部生长素背光分布，所以背光侧的茎生长较快，茎就会向光源处弯曲。
向日葵，由于其生长前期的幼株顶端及中期的幼嫩花盘会跟着太阳转动得非常明显而得名。人们都认为向日葵朝阳仅与光能照射有关，其实与重力作用也有着密切关系。
植物体内会产生一种奇妙的生长素，大多集中在生长旺盛的部位，趋向衰老的组织和器官中则含量较少。
这种植物生长素有三个特点：
第一，能够促进(抑制)细胞的生长，加速(减慢)细胞的分裂繁殖;
第二，背光，遇到光能照射，就跑到背光的一面去;
第三，极性运输，从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能倒转过来运输。
旭日东升，翠绿欲滴的向日葵东侧由于受到阳光照射，致使生长旺盛的顶端幼茎在其背光的西侧生长素分布较多。这侧的细胞纵向伸长生长得快，结果使得幼茎朝向生长慢的东侧弯曲，即向日葵顶端(花盘)早晨向东弯曲。随着太阳在空中的移动，改变光照方向，向日葵顶端(花盘)也不断改变方向，中午直立，下午向西弯曲，这些都表现为茎顶弯曲的向光性。
太阳落山后，大地一片漆黑，由光能照射引起植物体内生长素分布不均的现象消失。但由重力作用而引起植物体内生长素分布不均，则从次要地位上升为主导地位。在向西弯曲的向日葵幼茎下侧(向地侧)分布较多的生长素，致使该侧细胞分裂增多、伸长，向地这侧生长得快，使得茎朝向生长慢的背地的上侧弯曲，结果使昼间弯曲的植株挺直。夜间向日葵植株的挺直，是向日葵与其它植物一样对重力的自然反应——茎背地生长而处于直立状态。
随着向日葵花盘的增大，向日葵早晨向东弯曲、中午直立、下午向西弯曲、夜间直立的周而复始的转向逐渐停止，花盘除表现为越来越明显的垂头外，朝向不再改变。抑制转向的因素，一是不断增大的花盘重力;二是成熟期临近，分生区和伸长区的生长过程已基本结束。而已不再是幼嫩茎的组织趋向衰老，生长素含量较少，且木栓层形成。在转向受抑制之初，当夜间茎顶直立后，最先接受早晨来自东方阳光的照射，为此，绝大部分花盘朝向东，又由于受抑制也有一个过程，是缓慢进行的，所以还能够向南偏转一个约30～40度的角度，久之便以花盘朝东南方向固定下来。
