Plus de 18 millions d'électeurs sont attendus aux urnes de 07H00 locales (06H00 HB) à 21H00 (20H00 HB), dans plus de 21 400 bureaux de vote à travers le pays.
Près de 300 autres ont été également ouverts à l'étranger, notamment en Italie et en Espagne où résident d'importantes communautés d'émigrés roumains.
Au total 12 candidats briguent la présidence mais les favoris sont le président sortant Traian Basescu (centre-droit) et le chef de file de l'opposition sociale-démocrate, Mircea Geoana.
Les deux hommes devraient s'affronter au second tour de l'élection présidentielle, prévu le 6 décembre.
Le scrutin de dimanche est doublé d'un référendum convoqué par l'actuel chef de l'Etat sur une réduction du nombre de parlementaires à un maximum de 300 dans un parlement monocaméral, alors qu'il existe, selon les analystes, un fort sentiment "anti-parlement" parmi les Roumains.
Plusieurs ONG avaient contesté l'organisation de ce plébiscite le même jour que l'élection présidentielle, en estimant qu'il affectait l'égalité des candidats.
Alors que beaucoup de Roumains se déclarent "déçus" par la classe politique, le taux de participation pourrait être inférieur à 50%.
Belga