适时收获，是保证向日葵籽实产量、质量和丰产丰收的重要环节。收早了，种子成熟度不够，不饱满，千粒重低，空壳率高，水分大，产量和含油量都低；收迟了，落粒多，鼠、鸟害严重，遇雨花盘籽粒发霉腐烂，损失大。究竟什么时间收获最为适宜，这要根据种子油分积累进程和水分变化情况而定。向日葵一般在开花后15～23天油分积累最快，每日平均增加含油量1.6%～1.8%，开花后30天油分含量达到或接近高峰，此后营养物质进入种子的量极微或停止，油分增长量趋于低微。各单株间开花先后相差5天左右，群体开花30～40天以后，种子内油分含量达到最高峰（即“油熟期”）。这时茎、叶、花盘仍为绿色，种子含油量约为40%。若此时收获，则因含水量高、脱粒和晾晒困难，种子易发生霉变腐烂。当花盘背面变黄，花盘边缘微绿，舌状花瓣凋萎或干枯，苞叶黄老，茎秆黄老，叶片黄绿或黄枯下垂，种皮（果皮）形成该品种特有色泽，种仁没有过多水分，这时就是最佳收获时期。

我国向日葵收获多用人工割盘，收回后可用脱粒机脱粒，或收获后将葵盘向上及时晾晒，稍干后用棍棒轻轻敲击葵盘背面即可脱粒。机械收获是一种速度快、损失少、效率高的办法。