全草を煎じて収斂剤あるいは鎮静剤に使用する。これらは喘息に対する鎮咳効果や、胃腸障害に対する鎮静効果があるとされている。かつてはメマツヨイグサ(O. biennis)を材料にした湿布薬が外傷治療に用いられ、全治までの日数を短縮させたこともある。cure-all king（万能薬の王様）というマツヨイグサの俗名の一つは、こうした多岐に渡る薬効に因んだものだが、その有効性が臨床試験で示されなかった点には注意すべきである。なお漢方でも同様の薬効があるとされ、山芝麻の名で生薬とされる。完熟種子にはガンマリノレン酸および必須脂肪酸が約7-10%含まれている。メマツヨイグサの一般にはプリムローズ（月見草油、月見草オイル、英: Evening primrose oil）の名で知られる種子油は、月経前症候群 (PMS) による生理痛を抑えるのに使用される。また、γリノレン酸は乳癌治療に対しても有効であると言われている。しかし、ヒトの有効性に対するデータは十分ではない。
若い根茎（コショウを効かせたような風味がある）を根菜として、または新芽をサラダで食べることができる。日本では若芽をおひたしにしたり、花を天ぷらにするなどして食べることがある。しかし、胃腸の不快感と吐き気が時々起こる可能性が報告されている。
本属植物の花の花筒は非常に細長く、その奥に蜜が分泌される。また花粉は、粘着糸によって互いに緩く結合されている特徴を持つ。これらの形質は、花粉の運搬を開花時間である夕刻を活動時間帯とするスズメガ類に頼っていることと深く関係している。スズメガは口吻が長く、それを伸ばせば花に触れることなく吸蜜できる。しかも吸蜜は飛翔しながらなので、花粉が付着しにくい。さらに飛翔時は常時ホバリングをして体が振動しており、ミツバチのような花粉運搬用に特化した身体構造も有していない上に、体表は鱗粉で覆われていて、粉状の花粉は定着しにくいので、いったん虫体に付着した花粉も振動によりはたき落とされる可能性が高い。しかし、長い花筒の奥に蜜があれば、スズメガは長い口吻をその奥に突っ込むことになり、雄しべの葯や雌しべの柱頭に体が引き寄せられる。また、粘着糸で互いに絡み合った花粉は、虫体に容易に絡みつき、体表に保持されることになる。また、アメリカでは本属の多くがチョウ目幼虫の食草であり、なかでもヤガの仲間である Schinia felicitata と Schinia florida は O. deltoides に対して選択的な嗜好性を示す。日本ではスズメガ科のベニスズメがこの仲間を広く食草とする。
マツヨイグサ属には黄色以外の白、紫、ピンク、赤といった花を咲かせる種もある。標準和名では、黄花を咲かせる系統は「マツヨイグサ」（待宵草）、白花を咲かせる系統は「ツキミソウ」（月見草）と呼び、赤花を咲かせる系統は「ユウゲショウ」（夕化粧）などと呼んで区別しているが、一般にはあまり浸透しておらず、黄花系統種もよくツキミソウと呼ばれる。しかし黄花以外の系統がマツヨイグサの名で呼ばれることはまずない。なお黄花以外の種は園芸植物として栽培されているものが多い。開花時間帯についても、ヒルザキツキミソウなどはその名のとおり昼間に咲く。英語では夜咲き種は evening primerose、昼咲き種を sundrops と呼び区別している。基本的に虫媒花だが、開放花ながら自家受粉を行う種や、閉鎖花を咲かせる種など様々である。黄花系統種のうち、マツヨイグサ O. stricta やコマツヨイグサは、花が萎むと赤く変色するが、オオマツヨイグサやメマツヨイグサはそれほど赤くはならないので、こういった点でも種を区別できる。
日本に移入された、あるいは侵入した種は、秋に芽生え、ロゼットで冬を越し、初夏から霜が降りる晩秋にかけての非常に長い期間花を咲かせ、秋に種を散らした後、冬には枯れる一年生植物（越年草）ばかりであるが、原産地には根茎を有する多年生の種もある。草丈は種により異なり、チャボツキミソウのような高山植物では高さ10cm程度、低地産の O. stubbei では3mにまで成長する。葉は開花軸に対して螺旋形に付き、鋸歯を持つか、または深く裂ける（羽状中裂）。花は多くの種において黄色い四弁花で、どの種も雌しべの先端が4つに割れる特徴を有する。一日花であり、多くの種が夕刻に開花し夜間咲きつづけ、翌朝には萎む。これが「月見草」や「待宵草」の名の由来である。
イギリスは1763年にフランス領アメリカを獲得すると、1763年宣言を発してアパラチア山脈より西への白人の入植を禁じた。これは白人入植者とインディアンとの抗争を恐れたことが強い動機となって発せられたものであった。しかし、それまでフランスと同盟していたインディアン部族がポンティアック酋長の呼びかけに応じて同盟を結び、ポンティアック戦争と呼ばれる反乱を起こした。この戦争に加わったのは五大湖、オハイオ領土、イリノイ郡と広範な地域に及ぶ多くの部族だった。この戦争は、それまで部族それぞれで動くことの多かったインディアンたちが、多くの部族が共同して反抗する可能性を実現したひとつとなった。1763年宣言は、実質的にはポンティアック戦争の開戦後に発せられ、戦争を終了させる条約の中でも交渉材料として使われた。しかし、植民地白人の西方領土解放要求を抑えることはできず、新たなインディアンとの抗争の火種となったうえに、植民地白人の不満も増幅させ、アメリカ独立戦争の原因の一つになった。そのような中で1773年のダンモアの戦争が起こった。オハイオ川の南まで侵入して来た入植者をショーニー族やミンゴ族インディアンが襲ったことに端を発し、バージニア知事のダンモア卿が軍を発して鎮めるという結果に終わったが、この戦いを境に、イギリス対インディアンという戦いの構図は、登場人物は同じだがアメリカの植民地人対インディアンという構図に変わっていった。