Насіння в головці соняшнику дозріває нерівномірно: спочатку дозріває насіння, розташоване на периферії голови. Зрілі рослини розпізнаються за такими ознаками: - стебло стає дерев’яним і буріє; - листя сухе; - нижня сторона голови жовтіє; - квітки засихають і обпадають; - зерно наповнене характерною гібридною ознакою. Комбайнування зазвичай проводиться тоді, коли соняшник повністю дозрів. В цьому випадку комбайн суттєво полегшує роботи з сушіння та зберігання. Коли соняшник повністю дозріє, зерно розсипається легко, що потрібно враховувати при налаштуванні комбайна, адже тоді можуть трапитися великі втрати. Своєчасне збирання соняшника — одна з найважливіших операцій у процесі виробництва, оскільки від нього безпосередньо залежить кількість врожаю. Збір врожаю повинен починатися тоді, коли в зерні соняшнику міститься вологість близько 14%, а до кінця врожаю має бути вологість зерна близько 10%. Якщо ж збір урожаю затягується, зерно може опадати, а в особливих випадках може зламатися все стебло і головка. Якщо урожай соняшнику запізнюється на 10-12 днів відносно оптимального періоду, урожайність може бути знижена на 15-20%. Якщо збір урожаю проводиться трохи раніше необхідного періоду, падіння врожаю менше, ніж у більш пізню дату збирання, і становить приблизно 5%. Швидкість барабана комбайна повинна бути зменшена максимум до 400-500 обертів на хвилину, відстань між барабанами має бути максимальною. Таким чином, значно знижується обрив, пошкодження та лущення зерна, що зменшує заїдання та появу хвороб під час зберігання. Збирання соняшнику слід проводити за допомогою спеціалізованих адаптерних комбайнів або зернозбиральних комбайнів із певним налаштуванням. Врожайність соняшника коливається в межах 2-4 т/га. Починається збір соняшнику, залежно від дати посіву та тривалості вегетації в кінці серпня та на початку вересня.