به منظور بررسی تنوع مورفولوژیکی و تعیین همبستگی بین عملکرد دانه و برخی از صفات مورفولوژیک در آفتابگردان آجیلی، 36 توده جمع آوری شده از نقاط مختلف ایران در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی با 4 تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفت. تنوع ژنتیکی 15 توده با استفاده از 20 جفت آغازگر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از تجزیه خوشه ای و بر اساس صفات مورفولوژیک 36 توده آفتابگردان آجیلی در 4 گروه اصلی قرار گرفتند. 4 مولفه اول حاصل از تجزیه به مولفه های اصلی روی 15 متغیر اولیه در مجموع بیش از 78 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند. ضریب همبستگی بین عملکرد دانه و بیشتر صفات مورد مطالعه مثبت و معنی دار بود. نتایج حاصل از تجزیه علیت بر اساس همبستگی ها نشان داد که صفت تعداد دانه و وزن صددانه به عنوان اجزای عملکرد بیشترین تاثیر را بر عملکرد دانه دارند. در بخش مطالعه مولکولی، در مجموع 43 آلل مشاهده شد. تعداد آلل در هر لوکوس بین 2 تا 3 و میانگین آلل در هر لوکوس 15/2‎ بدست آمد. میزان اطلاعات چند شکلی (pic)، بین 09/0 برای آغازگر ors1215‎ تا 61/0 برای آغازگرهای ors694‎ و ors488‎ متغیر بود. میانگین pic، 43/0 بود. میزان جریان ژنی بین توده ها 7/4 بود. تجزیه واریانس مولکولی (amova)، نشان داد که میزان تنوع درون توده ها (86%) به مراتب بیشتر از تنوع بین توده ها (14%) است. دندروگرام توده ها براساس ضریب فاصله ژنتیکی نی و الگوریتم upgma ، 15 توده را به دو گروه اصلی تقسیم کرد. نتایج این تحقیق نشان داد گروه-بندی حاصل با الگوی جغرافیایی جمعیت ها مطابقت نداشت و تشابه بین توده ها می تواند ناشی از جابجایی بذرها بین مناطق مختلف ایران باشد.