Die Sonnenblume bildet eine tiefgehende Pfahlwurzel, die ähnlich wie die Zuckerrübe bis in 3 Meter Bodentiefe hinabwurzeln kann. Sonnenblumenböden sollten locker lagern und leicht zu durchdringen sein, denn die Pfahlwurzel der Sonnenblume hat keine sehr starke Durchdringungskraft (Verdichtungen vermeiden). Das Faserwurzelsystem macht 50 bis 70 Prozent des Wurzelsystems aus und breitet sich in den obersten 40 cm Bodentiefe aus.

Als Anbauflächen eignen sich leichte bis mittlere Böden z. B. sandige Lehme bis lehmige Tonböden mit gutem Kalkgehalt. Kalte, schwere und humose Böden sind ungünstiger, ebenso sandige Böden mit geringer Wasserhaltefähigkeit.