Ayçiçeği, hayvanlar ve arılar gibi böcekleri çekerek ve onları üreme poleni bir çiçekten diğerine yaymak için kullanarak çapraz tozlaşma üreme yöntemi kullanır. Ayçiçeği kendini çoğaltabilir, fakat bunu yaparak , çevrelerine daha iyi uyan çeşitli yavrulara sahip değiller.
Ayçiçeği tamamen çiçeklendiğinde, anterleri arıları çeken tatlı bir polen karışımı üretir. Anterler, çiçeğin dış dişidir ve bu, çiçekçinin erkek cinsel organıdır. Arılar bal oluşturmak için nektarı kullanır. Arılar nektar içtiğinde, polenler arının ayağına yapışır.
Arı nektarını içmek için farklı ayçiçeği arasında hareket ederken bacaklarındaki polen, pistil olarak bilinen, çiçekçinin dişi üreme organının yapışkan dış ucu olan stigma ile temas eder. Polen stigmaya zorlandıktan sonra, pistilin içinde bir yumurtayı dölleyen spermi bırakır. Bu yumurta daha sonra toprağın altına gömülür ve yeni bir çiçek oluşur. Ayçiçekleri hızlı üreyenlerdir ve tohumlar yerin altında beş ila 10 gün arasında çimlenebilir.
Alternatif olarak, bir ayçiçeği kendisini kendi poleni etrafında döndürerek kendi kendine üreyebilir. Bununla birlikte, bu yöntem sadece özdeş bir çiçek üretir ve etrafındaki diğer çiçeklerden en iyi genlerin faydalarına sahip olanı değil. Bu, zaman içinde değişebilen koşulları sağlayabilen ayçiçeği üretir.