Слънчогледите носят името си от лъчите си венчелистчета и от широко разпространеното схващане, че следят слънцето през целия ден. Ако обаче се надявате да наблюдавате как вашите слънчогледи проследяват пътя на слънцето по небето, вероятно ще останете разочаровани. Поведението на слънчогледа спрямо светлината е доста по-сложно и ще забележите различни модели в зависимост от възрастта на растението.
Младите слънчогледи активно следват източника на светлина, променяйки ориентацията си през целия ден, за да се обръщат към слънцето. Повечето растения проявяват това поведение — наречено фототропизъм — в известна степен, макар и рядко толкова драматично, колкото при младия слънчоглед.
Фототропизмът описва тенденцията на растенията да растат или да се наклоняват към източник на светлина. Той кара младите слънчогледи да се извиват, следейки слънцето, точно така, както кара стайните растения да се притискат към слънчевия прозорец. Тъй като растенията се нуждаят от светлина, за да произвеждат енергия, фототропизмът им помага да се позиционират там, където ще получат максимално количество светлина — и по този начин да увеличат производството на енергия.
Хормонът ауксин играе ключова роля, позволявайки на младите слънчогледи да се огъват, за да следват слънчевата светлина. Когато светлината падне върху стъблото, тя забавя производството на ауксин, поради което засенчената страна на стъблото расте по-бързо. Това избутва растението в посока към източника на светлина. Докато слънцето се движи през деня, се измества и зоната на производство на ауксин, а различни части от стъблото растат по-бързо — така младото растение описва дъгообразна траектория.
След като слънчогледите узреят и започнат да образуват съцветия, те вече не се наклоняват, за да следват слънцето. Въпреки това продължават да проявяват любопитно поведение, свързано със светлината. Зрелите слънчогледи винаги са обърнати на изток, сякаш посрещат изгрева всяка сутрин. За разлика от фототропизма, учените все още не са установили точната причина за това явление, макар че Националната асоциация по слънчоглед предполага, че то може да служи като защитен механизъм. Тъй като слънчогледите обикновено се отглеждат в региони с горещи лета, насочването на цветовете далеч от интензивната следобедна и вечерна светлина помага да се предпазят семената от слънчево изгаряне.
Някои растения по света наистина обръщат цветчетата си към слънцето, както се приписва на слънчогледа. За разлика от него обаче, те обикновено растат в арктически и алпийски условия, където се възползват от затоплящия ефект на слънчевите лъчи върху цветчетата. Топлите цветя — които могат да бъдат с около 8 градуса по Целзий по-топли от околния въздух — привличат опрашващи насекоми. Фототропизмът и хормонът ауксин обясняват и тяхното поведение. Понеже повечето други видове растат в топъл климат, няма еволюционна причина да развият същия механизъм.