O óleo de girassol é considerado um produto nobre por suas qualidades nutricionais. Sua quantidade de gordura saturada é menor que a dos óleos de soja e de milho, por exemplo, o que resulta na ampla aplicação do óleo tanto na alimentação de humanos e de animais quanto na produção de bicombustíveis.
O óleo bruto obtido por prensagem ou extração por solventes orgânicos é refinado e destinado a alimentação humana via óleos de cozinha e salada, margarina, gordura vegetal sólida e bases para temperos, sendo também transformado em fármacos e cosméticos. Seguindo uma tendência nacional e mundial, o óleo bruto de girassol e de outras oleaginosas estão sendo usados como matéria-prima para a produção de biodiesel.
O subproduto da extração, a torta, é bem aplicada como componente em rações animais, possuindo elevado teor proteico.