Ayçiçeği bitkisinin su ihtiyacı, yetişme periyodu boyunca yaklaşık 700-800 mm. civarındadır. Bu nedenle yüksek ve arzulanan verimi alabilmek için yağışın az olduğu yıllarda aradaki farkın, sulamaya uygun yerlerde, mutlaka sulama suyuyla verilmesi gerekir. Toprakta bitkilerin su ihtiyaçları toprak tansiyonemetresiyle ölçülür. Ayçiçeğinde en hassas devre, çiçeklenme öncesi tablaların oluşmaya başladığı devre ile süt olum devresi arasıdır. Bu devrede oluşan, suya olan stres, verimde geri gelmeyecek kayıplar ortaya çıkarır. Özellikle ayçiçeği bitkisinin suya duyduğu ihtiyaç, çiçeklenme zamanında en üst seviyeye çıkar. Bundan dolayı bu devrelerde yağış yoksa, yüksek verim için ayçiçeği mutlaka sulanmalıdır.
Eğer sulama yapılacaksa, bitkiler 45-50 cm. boyunda bir sulama, tabla teşekkül ettiği devrede süt ve olum devresinde yapılacak olan birer sulama ile toplam üç defa su verilmesi verimi % 100 oranında arttırır. Eğer iki sulama yapılacaksa, biri çiçeklenme öncesinde, diğeri de çiçeklenme sonrasında yapılmalıdır. Eğer tek sulama yapılacaksa yağışa da bağlı olarak çiçeklenme başladığında yapılmalıdır. Özellikle sulanan alanlarda dekara atılan bitki sayısını ve verilecek gübre miktarını bir miktarı arttırmak verim artışı için gerekli diğer faktörlerdir.