太阳花是一年生草本植物,多分枝,高10-30厘米。茎直立或基部伏地,无毛或被疏柔毛,节稍膨大。叶对生,披针形、长圆状披针形至卵状披针形,长1.5-3(4)厘米,宽0.7-2(2.8)厘米,先端锐尖或钝,基部楔形,全缘或具不明显的细齿,两面无毛或仅下面脉上被疏柔毛;叶柄长达叶片的1/3,被疏柔毛。轮伞花序2-6花,组成腋生密集的假穗状花序,花序梗长2-12毫米,无毛;苞片披针形,长约1毫米,被睫毛;花梗短,长约0.5毫米;花萼钟形,长约1.5毫米,外面无毛,内面在喉部有白色疏柔毛环,10脉,萼齿5,钻形,近等大,长约为萼筒的1/2,果时花萼增大,管状钟形,长达2.5毫米,宽达1.5毫米,10脉明显。