För att resultatet skulle kunna påverka grundlagen krävdes att minst 30 procent av de röstberättigade rumänerna deltog.
– Nästan fyra miljoner rumäner bekräftade äktenskapet som en förening mellan en man och kvinna, säger den rumänska juristen Adin Portaru, som arbetar för den kristna organisationen ADF International i Bryssel, i ett uttalande.
– Med detta stöd från allmänheten, sänder folkomröstningen en tydlig signal till alla dem som försökte stå i vägen för den.
Folkomröstningen kom till stånd sedan tre miljoner rumäner ställt sig bakom ett medborgarinitiativ för at ändra i grundlagen, som i dag definierar äktenskapet som en förening mellan två "makar".
Samkönade äktenskap är inte tillåtna i Rumänien.